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给植物种疫苗来抵抗破坏性病毒

给植物种疫苗来抵抗破坏性病毒

作者: 精气神806 | 来源:发表于2019-09-22 07:01 被阅读0次

    New ‘medicine’ could vaccinate plants against devastating viruses

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    见过给树木挂瓶输液,知道给植物打疫苗吗?

    看下图,一位工作人员正在给植物叶片打疫苗。植物打疫苗,有没有搞错?

    给植物种疫苗

    答案是肯定的。一项新的植物分子免疫疫苗技术可以帮助植物抗击毁灭性病毒。

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    种植南瓜的瓜农最为害怕的就是巨细胞病毒CMV,也叫黄瓜花叶病毒(cytomegalovirus,cucumber mosaic virus)。是一种可以损毁整块田地里的南瓜、黄瓜和其它瓜类植物。

    现在农业植物保护科技人员发现了一种快速有效的途径,可以让植物能够免疫抗击这种致命病毒的感染传播。

    美国北加利福尼亚州立大学的植物病理学家 Anna Whitfield, a plant pathologist at North Carolina State University in Raleigh 认为这是一个非常实用的植物免疫方案。

    病毒传播一直是全球食品安全的威胁,这种新的职务免疫技术可以帮助农民持续有效地对抗永远变化发展的病原体。

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    当病毒感染一个植物细胞的时候,病毒往往会释放RNA,或者是信使核糖核酸RNA,或者是双链的RNA(messenger RNA or double-stranded RNA)。病毒释放出的RNA,会在细胞内传播游动,有助于病毒复制。

    植物细胞内部的防御蛋白识别出这些病毒RNA,各种细胞酶会像剪刀一样把这些病毒RNA给分开。( Defense proteins inside the plant cell recognize these viral RNAs, and enzymes that act like tiny scissors slice them apart)剪开的病毒RNA的碎片,称为小分子干扰RNA,siRNAs。其中一些小分子干扰RNA,会与一群称为阿尔古复合体的蛋白质协作。小分子干扰RNA作为识别码引导阿尔古复合体导入病毒基因,最后阿尔古复合体蛋白质和其它蛋白质最终会被摧毁殆尽。

    Some of the resulting bits and pieces of RNA, called small interfering RNAs (siRNAs), team up with a group of proteins called the Argonaute complex. The siRNAs serve as identifiers that lead the Argonaute complex to RNA on the virus genome, which the Argonaute complex and other proteins then destroy.

    这种植物的自我保护机制并不总是有效。许多植物自我制造的小分子干扰核糖核酸siRNAs,很少具有足够的化学特性去和病毒核糖核酸战斗。生物化学家Sven-Erik Behrens at Martin Luther University Halle-Wittenberg in Germany 和他的同事,希望另辟蹊径去对这一流程再造。

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    研究人员开发了一种分子测试方法来辨别那种小分子干扰核糖核酸siRNAs可以有效地对抗病毒。

    在实验室针对烟草植物的研究中,研究人员甄别出一种优选的小分子干扰核糖核酸siRNAs,利用它们作为疫苗之对抗番茄丛矮病毒(tomato bushy stunt virus)。这种番茄丛矮病毒,可以导致烟草生长缓慢和叶子损失。

    其中最为优质的小分子核糖核酸siRNAs,通过喷洒在烟草叶片上,可以保护90%的植物不受病毒侵害。

    这项研究报告发表在最近一期的《核酸研究》期刊上。(journal Nucleic Acids Research)

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    当然,也还有其它的方法可以预测那种小分子干扰核糖核酸siRNAs 可以有效抵抗植物病毒,但是许多都是计算机模型模拟的结果,有时实际上并不奏效。

    这项研究的一项令人鼓舞之处就是,研究人员使用的方法成本低见效快。这种见效快成本低的方法,就是可以通过喷洒筛选出的siRNAs到植物上,或者擦在叶片上就可以奏效。这种比起植物基因工程抗病毒的方法简单快速,也可以让植物保护学家和农民可以迅速跟踪病原体进化的步伐。

    研究人员正在努力发现更为经济有效的抗病毒方法,比如通过喷洒纳米颗粒来输送小分子干扰核糖核酸siRNAs。

    他们也在努力其它的siRNAs,可以经济有效地帮会组织无抵抗一些重要的病毒例如CMV,或者西葫芦黄花叶病毒,这些病毒可以感染甜瓜类番茄类植物。(CMV or the zucchini yellow mosaic virus, on plants from melons to tomatoes)

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