植物布尼亚病毒蛋白通过破坏SERRATE相分离调控miRNA生成的新机制

研究人员发现水稻条纹病毒(RSV)编码的SP蛋白通过其固有无序区(IDR1)干扰宿主SERRATE(SE)的相分离(LLPS)，抑制Dicing bodies(D-bodies)组装和miRNA加工。该研究揭示了病毒靶向宿主相分离系统调控miRNA生物合成的新策略，为植物抗病毒育种提供新靶点。

　　

在植物与病毒的军备竞赛中，microRNA(miRNA)作为关键的调控分子，既是宿主的防御武器，也是病毒的攻破目标。水稻条纹病毒(RSV)引起的条纹病每年造成东亚水稻重大损失，但其如何干扰宿主miRNA通路的机制尚不明确。近期发表在《Nature Communications》的研究揭示了令人惊叹的分子战术——病毒蛋白通过"劫持"宿主的相分离系统实施精准打击。

福建农林大学等机构的研究团队发现，RSV编码的病害特异性蛋白(SP)具有独特的相分离能力。这种能力并非用于自主形成生物分子凝聚体，而是专门破坏宿主SERRATE(SE)蛋白的相分离过程。SE是植物Dicing bodies(D-bodies)的核心组分，其相分离对miRNA加工至关重要。通过精巧的分子设计，SP蛋白成功瓦解了宿主的miRNA生产工厂，为病毒侵染扫清障碍。

研究运用了多项关键技术：荧光漂白恢复(FRAP)分析SP和SE的相分离动态；显微热泳动(MST)定量蛋白互作亲和力；体外液滴形成实验验证LLPS特性；免疫共沉淀质谱(IP-MS)筛选SP互作蛋白；转基因水稻模型验证SP对miRNA通路的影响。

SP具有IDR1依赖的相分离能力
通过生物信息学预测发现SP蛋白N端含有两个短固有无序区(IDR1和IDR2)。体外实验显示，含IDR1的YFP-SP在10% PEG3350条件下形成液滴，且液滴数量和浊度随NaCl浓度升高而降低。FRAP证实SP在烟草细胞中形成动态核质凝聚体，其中胞质凝聚体荧光恢复更快。有趣的是，尽管SP在感染植株中高表达，却未独立形成凝聚体，暗示其相分离能力主要用于干扰宿主蛋白。

SP与SE的相互作用
酵母双杂交和IP-MS筛选发现SP特异性结合水稻SE同源蛋白(SEa/SEb/SEc)，但不直接结合HYL1或DCL1。MST测定显示SP与SEb亲和力最高(K_d≈0.07-0.09μM)。免疫共沉淀证实RSV感染植株中存在SP-SEb复合物。关键的是，虽然删除IDR1(SPΔIDR1)不影响SP-SEb结合，但显著削弱其抑制SE相分离的能力。

SP破坏SE相分离的分子机制
体外实验显示SP以剂量依赖方式减少SEb液滴形成，而SEb不影响SP相分离。在RSV感染的转基因水稻中，SEb从分散的核凝聚体转变为与SP共定位的固状凝聚体。FRAP分析表明SP使SEb液滴流动性降低，而NLCD-SPΔIDR1(含SARS-CoV-2核衣壳蛋白片段)比SPΔIDR1更有效抑制荧光恢复。

对D-body组装的影响
BiFC实验显示SP显著减少SEb-HYL1-DCL1三元复合物形成的荧光凝聚体。pull-down证明SP剂量依赖性地削弱SEb-HYL1互作。特别值得注意的是，SP通过IDR1破坏SE-HYL1共相分离，而SPΔIDR1仅部分保留此功能，说明IDR1是抑制D-body组装的关键。

对miRNA加工和病毒致病性的影响
体外切割实验显示SP或NLCD-SPΔIDR1显著降低miR528成熟体产量。转基因水稻中小RNA测序发现SP过表达导致miR156/miR164等关键miRNA下调，其靶基因(如OsSPL12/OsNAC21)相应上调。表型分析显示SP过表达株系和seb敲除植株对RSV更敏感，病毒积累量增加2-3倍。

这项研究首次阐明植物病毒通过"分子拟态"策略——利用自身相分离特性破坏宿主相分离系统，实现免疫逃逸的新机制。SP蛋白精巧地选择干扰SE相分离而非直接降解该蛋白，既有效抑制miRNA加工，又避免触发宿主防御反应。发现不仅拓展了对病毒致病机理的认知，也为设计基于相分离调控的抗病毒策略提供了理论依据。特别值得注意的是，不同病毒属SP蛋白的IDR1均具有相分离能力，暗示这可能是布尼亚病毒的保守策略，为广谱抗病毒靶点筛选指明方向。

研究还提出了若干待解问题：SP是否影响miRNA的共转录加工？宿主是否存在感知SP干扰的反制机制？这些问题的解答将进一步完善植物-病毒互作的理论框架。从应用角度看，通过基因编辑修饰SE相分离关键区域，或可培育既保持正常miRNA功能又能抵抗SP干扰的水稻新品种，为粮食安全提供新保障。