缝隙连接蛋白Innexin的DNA结合域调控双色盘绒茧蜂共生病毒转录的分子机制

本研究揭示了双色盘绒茧蜂(Microplitis bicoloratus)体内Innexin蛋白通过其DNA结合域(DNA-binding domains)直接调控共生病毒(MbBV)包膜基因转录的新机制。研究人员发现Mb-Inx1和Mb-Inx2能特异性结合病毒启动子区域，通过RNA干扰和电镜观察证实其异常表达会导致病毒颗粒装配缺陷，并在杆状病毒表达系统中验证了其对多角体形成的促进作用。该研究为理解昆虫病毒-宿主共生关系提供了重要理论依据，发表在《iScience》杂志。

　　

在自然界中，寄生蜂与共生病毒之间存在着精妙的共生关系。双色盘绒茧蜂(Microplitis bicoloratus)携带的共生病毒(Microplitis bicoloratus bracovirus, MbBV)是一个有趣的例子——这种病毒只能在蜂体内形成成熟病毒颗粒，而在寄主斜纹夜蛾(Spodoptera litura)体内却无法复制。这种独特的"双宿主"特性引发了科学家们的好奇：究竟是什么机制控制着病毒在蜂体内的特异性转录和装配？这个问题的答案不仅关乎病毒-宿主共生的基础生物学机制，也可能为开发新型生物防治策略提供重要线索。

云南大学生命科学学院、云南省病毒与免疫国际联合实验室的研究团队在《iScience》发表的研究中，首次揭示了缝隙连接蛋白Innexin(Inx)家族成员通过其DNA结合域调控病毒转录的新机制。研究人员发现，双色盘绒茧蜂体内的Mb-Inx1和Mb-Inx2蛋白含有特殊的DNA结合域，能够直接识别并结合病毒包膜基因的启动子区域，从而调控病毒颗粒的正常形成。这一发现为理解昆虫病毒与宿主之间复杂的相互作用提供了全新视角。

为开展这项研究，研究人员采用了多项关键技术：通过RNA干扰技术构建基因敲低模型；利用透射电镜观察病毒颗粒形态变化；采用杆状病毒表达系统进行功能验证；运用电泳迁移率实验(EMSA)分析蛋白-DNA相互作用；结合AlphaFold3进行蛋白结构预测和分子对接模拟。这些方法的综合运用为研究提供了多层次证据。

研究结果部分，首先在"Wasp Mb-Inx1 and Mb-Inx2 contain DNA-binding domains and are abundantly expressed in ovarian cells"中，研究人员通过生物信息学分析发现Mb-Inx1和Mb-Inx2含有DNA结合域(DBD-1和DBD-2)，免疫荧光证实其定位于细胞核，暗示其可能具有转录调控功能。系统发育分析将7个Inx基因分为不同进化分支，表达谱显示它们在蜂卵巢中高表达。

在"Bracovirus virion envelope formation is inhibited by Mb-Inx1 and Mb-Inx2 RNA interference"部分，研究团队建立了宿主-寄生蜂-dsRNA递送系统，通过喂食dsRNA成功敲低了Mb-Inx1和Mb-Inx2的表达。透射电镜观察发现，RNA干扰导致病毒颗粒包膜形成异常，出现高密度和低密度核衣壳但无包膜的结构，证实这两种蛋白对病毒正常装配至关重要。

"Mb-Inx1 and Mb-Inx2 RNAi downregulate bracovirus proviral envelope genes that are analogous to baculoviruses"结果显示，RNA干扰显著降低了多个病毒包膜基因(p74、odv-e56-1、pif-1等)的表达水平。这些基因与杆状病毒的同源基因功能相似，提示Inx蛋白可能通过调控这些基因的表达影响病毒形成。

研究人员在"Spli-Mb-Inx2 lacking DNA-binding domains time-dependently inhibited baculoviral nuclear polyhedra formation"中发现，缺乏DNA结合域的寄主Inx蛋白(Spli-Mb-Inx2)能时间依赖性地抑制杆状病毒多角体形成，而具有DNA结合域的蜂Inx蛋白则无此效应，表明DNA结合域对功能至关重要。

"Ectopic expression of wasp Mb-Inx1 and Mb-Inx2 promotes baculovirus nuclear polyhedra formation"部分显示，在杆状病毒表达系统中，Mb-Inx1和Mb-Inx2的异位表达能促进多角体形成，甚至能逆转Spli-Mb-Inx2的抑制作用，进一步验证了其功能。

最后，"Mb-Inx1 and Mb-Inx2 monomers and AlphaFold 3-assisted hexamers bound to MbBVp74 and MbBVe56-1 that promote bracovirus proviral envelope genes"通过电泳迁移率实验和AlphaFold3辅助的分子对接预测，证实Mb-Inx1和Mb-Inx2能以单体或六聚体形式直接结合病毒包膜基因MbBVp74和MbBVe56-1的启动子区域，而缺乏DNA结合域的Spli-Mb-Inx2则无此能力。

研究结论部分指出，这项工作首次揭示了Innexin蛋白作为转录调控因子的新功能，阐明了其通过DNA结合域直接调控病毒基因表达的分子机制。这种独特的转录调控策略可能是共生病毒与寄生蜂长期共进化的结果，为理解病毒-宿主互作提供了新视角。研究还暗示，从结构蛋白进化而来的缝隙连接蛋白可能获得了调控基因表达的新功能，这一发现拓展了对Innexin蛋白家族功能多样性的认识。

该研究的创新性在于：首次发现昆虫Innexin蛋白具有DNA结合能力；阐明了一种全新的病毒转录调控机制；为理解共生病毒与寄生蜂的协同进化提供了分子基础。这些发现不仅具有重要的理论意义，也可能为开发基于寄生蜂的生物防治方法提供新思路。研究采用的多种技术方法，特别是将RNA干扰、电镜观察与杆状病毒表达系统相结合的策略，为类似研究提供了方法学参考。