煙草siRNAs 和三個株系CMV基因組比較分布圖。(A)sRNAs fromuninfected N. tabacum plants. (B)sRNAs from CMV-infected N. tabacum plants.(C)the 14 sRNAs identified from CMV-infectedplants that map to the Y-SatRNA.

　　煙草在線據中國科學院網報道　　煙草感染黃瓜花葉病毒（Cucumber mosaic virus，CMV）以后，隨著連續繼代和病毒感染，一個長鏈非編碼RNA（long non-coding RNA）神奇地出現并被稱為CMV衛星RNA（satellite RNA，satRNA）。satRNA因能夠利用CMV編碼的復制酶進行復制并改變CMV的致病性，故被稱為亞病毒（一種植物中最小的非編碼的RNA病原體，non-coding subviral RNA pathogens）。長期以來對satRNA的起源有兩種不同的觀點：一種認為satRNA起源于CMV輔助病毒的基因組，另一種認為satRNA起源于宿主植物基因組。

　　為了揭示satRNA的起源和發生，中國科學院微生物研究所郭惠珊課題組通過對一包含satRNA片段的載體系統的研究，以及小分子RNA（siRNA）和DNA雜交檢測，發現野生型煙草存在與satRNA同源的24-nt （nucleotide） siRNAs和DNA片段。siRNA高通量測序進一步發現，CMV侵染大量增加了這些24-nt siRNAs的積累，且多個siRNAs完全匹配并覆蓋satRNA的多個區域；信息學分析發現這些siRNAs大多來源于煙草基因組的非編碼DNA重復序列。結合課題組前期對CMV編碼的沉默抑制子——2b蛋白——干擾RNA沉默和DNA甲基化的研究，提示CMV侵染可能激活這些非編碼DNA重復序列而產生大量的24-nt siRNA，并由其逐漸形成依賴CMV復制的長非編碼satRNA。郭惠珊課題組的研究為CMV satRNA起源于宿主基因組提供了基因組水平的證據。

　　CMV satRNA起源于植物基因組的觀點，符合并解釋了課題組以前發現的關于CMVsatRNA的多個生物學功能現象。盡管CMV通過輔助satRNA的大量復制，使之作為亞病毒RNA來捕獲宿主RNA沉默，從而保護CMV自身基因組免受RNA沉默降解；郭惠珊課題組研究發現，satRNA的存在其實減輕了CMV的致病性；satRNA能特異干擾抑制子2b蛋白的積累，從而降低2b對宿主抗病毒RNA沉默的反抑制作用；而且來源于satRNA的一個siRNA（satsiRNA），能夠通過特異剪切CMV基因組而降低病毒RNA的積累。這些發現都佐證了宿主來源的satRNA及其干擾CMV致病性的生物學功能。而CMV輔助satRNA復制則體現了CMV與宿主長期斗爭互作過程的共進化。郭惠珊團隊的研究豐富了當前植物長鏈非編碼RNA產生機理及植物表觀遺傳調控途徑參與抗病應答的基礎理論。

　　該研究和澳大利亞聯邦科學與工業研究組織（CSIRO）教授王明波實驗室合作完成，研究結果發表于國際刊物PLoS Genetics上，郭惠珊課題組博士生趙建華為共同第一作者，郭惠珊為共同通訊作者。研究得到了國家科技部“973”計劃和國家自然科學基金重大研究計劃集成項目的資助。