Sugarcane mosaic virus remodels multiple intracellular organelles to form genomic RNA replication sites
Sugarcane mosaic virus remodels multiple intracellular organelles to form genomic RNA replication sites
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甘蔗花叶病毒重塑多个细胞内细胞器以形成基因组RNA复制位点
DOI：
10.1007/s00705-021-05077-z
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发表时间：
2021-03
影响因子：
2.7
通讯作者：
Zhou Tao
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Xie Jipeng;Jiang Tong;Li Zhifang;Li Xiangdong;Fan Zaifeng;Zhou Tao
正链RNA病毒通常重塑宿主内膜系统，以形成病毒诱导的细胞内囊泡，用于在感染期间复制。马铃薯Y病毒科（Potyviridae）马铃薯Y病毒属（Potyvirus）是阳性单链RNA病毒中数量最多的一种，其成员对世界范围内的农作物生产造成了巨大的危害。虽然马铃薯Y病毒属具有广泛的宿主范围，但每种马铃薯Y病毒属感染相对有限数量的宿主物种。系统发育和宿主范围分析可以将马铃薯Y病毒分为单子叶植物感染和双子叶植物感染组，这表明它们的感染机制不同，可能在复制过程中。对感染双子叶植物的芜菁花叶病毒模型的全面研究表明，6 K2诱导的复制囊泡来源于内质网（ER），随后靶向叶绿体进行病毒基因组复制。然而，感染单子叶植物的马铃薯Y病毒的复制位点是未知的。在这项研究中，我们表明，前体6 K2-VPg-Pro多蛋白的双子叶植物感染马铃薯Y病毒和单子叶植物感染马铃薯Y病毒聚类在两个独立的群体。利用典型的禾本科感染马铃薯Y病毒-甘蔗花叶病毒（SCMV），我们发现复制型双链RNA（dsRNA）在细胞质中形成聚集体，但不与叶绿体结合。SCMV 6 K2-VPg-Pro诱导的囊泡与复制型dsRNA共定位。此外，SCMV 6 K2-VPg-Pro诱导的结构靶向多个细胞内细胞器，包括ER、高尔基体、线粒体和过氧化物酶体，并且与叶绿体没有明显的关联。
Positive-stranded RNA viruses usually remodel the host endomembrane system to form virus-induced intracellular vesicles for replication during infections. The genusPotyvirusof the familyPotyviridaerepresents the largest number of positive single-stranded RNA viruses, and its members cause great damage to crop production worldwide. Although potyviruses have a wide host range, each potyvirus infects a relatively limited number of host species. Phylogenesis and host range analysis can divide potyviruses into monocot-infecting and dicot-infecting groups, suggesting that they differ in their infection mechanisms, probably during replication. Comprehensive studies on the model dicot-infecting turnip mosaic virus have shown that the 6K2-induced replication vesicles are derived from the endoplasmic reticulum (ER) and subsequently target chloroplasts for viral genome replication. However, the replication site of monocot-infecting potyviruses is unknown. In this study, we show that the precursor 6K2-VPg-Pro polyproteins of dicot-infecting potyviruses and monocot-infecting potyviruses cluster phylogenetically in two separate groups. With a typical gramineae-infecting potyvirus—sugarcane mosaic virus (SCMV)—we found that replicative double-stranded RNA (dsRNA) forms aggregates in the cytoplasm but does not associate with chloroplasts. SCMV 6K2-VPg-Pro-induced vesicles colocalize with replicative dsRNA. Moreover, SCMV 6K2-VPg-Pro-induced structures target multiple intracellular organelles, including the ER, Golgi apparatus, mitochondria, and peroxisomes, and have no evident association with chloroplasts.
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