小麥黃花葉病毒不依賴(lài)帽子翻譯的差異化調(diào)控研究
發(fā)布時(shí)間：2021-07-02 19:42
小麥黃花葉病毒（Wheat yellow mosaic virus,WYMV）屬于馬鈴薯Y病毒科大麥黃花葉病毒屬�；蚪M含兩條單鏈正義RNA,WYMV基因組的5‘端沒(méi)有帽子結(jié)構(gòu),有共價(jià)結(jié)合的Vpg蛋白,3‘端有poly（A）尾;RNA1全長(zhǎng)約7.6 kb,RNA2全長(zhǎng)約3.6 kb,分別編碼一個(gè)約270 KDa和100 KDa的多聚蛋白,經(jīng)蛋白酶切割共產(chǎn)生10個(gè)成熟的功能蛋白,另外可能以轉(zhuǎn)錄水平的移碼策略產(chǎn)生P3N-PIPO蛋白。本研究主要是解析WYMV不依賴(lài)帽子翻譯調(diào)控機(jī)理,分析WYMV RNA1和RNA2的核心調(diào)控元件以及WYMV不同分離物間不依賴(lài)帽子翻譯調(diào)控元件的差異化調(diào)控。首先,分別從泰安和臨沂發(fā)病小麥新克隆了WYMV泰安分離物（TADWK）和臨沂分離物（LYJN）的全基因組序列。WYMV不同分離物RNA的5‘UTR序列一致性較低,是突變熱點(diǎn)區(qū)域,暗示5‘UTR在WYMV的基因表達(dá)調(diào)控中可能發(fā)揮重要作用。利用麥胚提取物的體外翻譯系統(tǒng)和螢火蟲(chóng)熒光酶素（Fluc）載體,結(jié)合WYMV潢川分離物（HC）分析了實(shí)驗(yàn)室已有的三個(gè)分離物（TADWK、LYJN、HC）的RNA1和RNA2的5‘...
【文章來(lái)源】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)山東省
【文章頁(yè)數(shù)】：143 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
真核生物mRNA翻譯模型圖（DreherandMiller,2006）
山東農(nóng)業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文5列，并通過(guò)保守的進(jìn)化方式來(lái)維持共同的核心RNA結(jié)構(gòu)。圖1-2小核糖核酸病毒科IRES二級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖（LozanoandMartínez-Salas,2015）Fig.1-2SchematicofthesecondarystructureofpicornavirusIRESs.小核糖核酸病毒科中的I型IRES主要存在于腸道病毒中（例如PV），由五個(gè)結(jié)構(gòu)域組成（II至VI）（BelshamandJackson,2000）。域V可以與eIF4G和eIF4A互作，隨后招募43S起始前復(fù)合物，同時(shí)依賴(lài)于ITAFs的輔助（deBreyneetal.,2009;Niepmann2009）。最近有報(bào)道稱(chēng)，一些具有I型IRES元件的病毒（例如EV7、PV1和EV-A71）在感染期間無(wú)需40S核糖體掃描即可從上游編碼框的起始密碼子開(kāi)始翻譯，從而產(chǎn)生UP蛋白（Lullaetal.,2019）。小核糖核酸病毒科中的II型IRES以EMCV和FMDV的IRES為代表，并存在于Aphthovirus、Cardiovirus、Parechovirus、Erbovirus和Cosavirus等屬（BelshamandJackson,2000;Hollisteretal.,2008;LozanoandMartínez-Salas,2015）。II型IRES包含五個(gè)主要結(jié)構(gòu)域（H、I、J、K和L），但與I型IRES的結(jié)構(gòu)域不同（BelshamandJackson,2000）。對(duì)于II型IRES，域J-K與eIF4G和eIF4A的互作對(duì)于招募43S起始前復(fù)合物至關(guān)重要，同時(shí)也需要ITAFs（Kolupaevaetal.,2003;Yuetal.,2011）。除了嘧啶結(jié)合蛋白（PTB）外，II型IRES所需的ITAFs與I型IRES所需的ITAFs不同（Niepmann,2009）。小核糖核酸病毒科中的III型IRES
小麥黃花葉病毒不依賴(lài)帽子翻譯的差異化調(diào)控研究8圖1-3TEV5‘端75個(gè)核苷酸IRES結(jié)構(gòu)（ZeenkoandGallie,2005）Fig.1-3TEV5‘proximal75nucleotideIRESdomain當(dāng)將TEV5‘UTR置于雙順?lè)醋訄?bào)告基因載體的基因間區(qū)域時(shí)，TEV5‘UTR可以促進(jìn)第二個(gè)ORF的表達(dá)，表明它具有IRES活性（Gallie,2001）。但是，當(dāng)在5‘UTR前加一個(gè)穩(wěn)定的莖環(huán)時(shí)，其翻譯效率降低了將近10倍，表明核糖體的掃描依賴(lài)于5‘末端或近5‘末端（NiepelandGallie,1999）。TEV5‘UTR可以在煙草懸浮細(xì)胞和胡蘿卜懸浮細(xì)胞體內(nèi)發(fā)揮功能（CarringtonandFreed,1990;Gallieetal.,1995）。在eIF4F緊缺的翻譯系統(tǒng)中相對(duì)于加帽的植物mRNA具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，但當(dāng)重新添加eIF4F或者eIF4G時(shí)，就會(huì)失去這一優(yōu)勢(shì)，因此，與植物mRNA相比，TEV5‘UTR對(duì)eIF4F（或eIF4G）的依賴(lài)性不強(qiáng)（Gallie,2001）。進(jìn)一步的分析揭示了TEV5‘UTR屬于eIF4F依賴(lài)型，而不是eIFiso4F依賴(lài)型（Khanetal.,2008），并且eIF4G可以直接與TEV5‘UTR互作，并且是維持TEV不依賴(lài)帽子翻譯所需的唯一翻譯起始因子（Rayetal.,2006）。像TEV一樣，其它馬鈴薯Y病毒屬成員，包括TuMV、PVY和TriMV等病毒基因組的5‘UTR均具有不依賴(lài)帽子翻譯活性，可以不同程度提高下游基因的表達(dá)（Knelleretal.,2006;Robertsetal.,2015;Zhangetal.,2015）。TuMV的5‘UTR可以在體內(nèi)和體外促進(jìn)翻譯的進(jìn)行，但具體的機(jī)制目前還尚不清楚（Bassoetal.,1994）。當(dāng)在TuMV5‘UTR前加上一個(gè)穩(wěn)定的莖環(huán)時(shí)，其翻譯水平降低到了無(wú)莖環(huán)時(shí)的30%，仍然可以維持下游基因的表達(dá)，但對(duì)于加帽的mRNA，在其前加上穩(wěn)定的莖環(huán)，其翻譯將不能進(jìn)行（Bassoetal.,1994）。另外，TuMV5‘UTR的反方向堿基序列仍具有增強(qiáng)翻譯功能，并且這種反方向序列在反式競(jìng)爭(zhēng)實(shí)驗(yàn)中也可以抑制依賴(lài)帽子翻譯?
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]小麥黃花葉病毒P3蛋白致病功能域的鑒定和分析[J]. 張巖,亓玉華,魯燕華,楊乾坤,何雨娟,李俊敏,陳劍平. 浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2019(05)
[2]小麥FtsH2蛋白與WYMV CP互作研究[J]. 梁樂(lè)樂(lè),陳夢(mèng)月,孫航軍,施艷,孫炳劍,李洪連. 植物病理學(xué)報(bào). 2019(06)
[3]煙草叢頂病毒RNA依賴(lài)RNA聚合酶（RdRp）介導(dǎo)的體外復(fù)制體系[J]. 逯曉明,于成明,王國(guó)魯,王德亞,耿國(guó)偉,劉珊珊,師科榮,原雪峰. 植物病理學(xué)報(bào). 2017(06)
[4]對(duì)小麥黃花葉病毒存在抗性差異的2種小麥品種中eIF4E序列分析[J]. 耿國(guó)偉,顧珂,于成明,李向東,田延平,原雪峰. 植物病理學(xué)報(bào). 2017(04)
[5]小麥黃花葉病毒（WYMV）2個(gè)山東分離物的全基因組序列及進(jìn)化分析[J]. 耿國(guó)偉,于成明,王德亞,顧珂,師科榮,李向東,田延平,原雪峰. 植物病理學(xué)報(bào). 2017(03)
[6]小麥黃花葉病毒編碼VPg蛋白N端結(jié)構(gòu)是VPg與核仁蛋白Fibrillarin互作區(qū)域[J]. 邊靚,向榮,孫麗英,陳劍平. 浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2014(01)
[7]我國(guó)小麥病毒病害發(fā)生現(xiàn)狀與趨勢(shì)分析[J]. 王錫鋒,劉艷,韓成貴,吳云峰,趙中華. 植物保護(hù). 2010(03)
[8]中國(guó)禾谷多黏菌傳麥類(lèi)病毒研究現(xiàn)狀與展望[J]. 陳劍平. 自然科學(xué)進(jìn)展. 2005(05)
[9]小麥黃花葉病毒和小麥梭條斑花葉病毒的生物學(xué)和分子生物學(xué)研究[J]. 陳炯,程曄,陳劍平. 中國(guó)病毒學(xué). 2000(02)
[10]山東煙臺(tái)小麥土傳病毒病由小麥黃花葉病毒和土傳小麥花葉病毒相關(guān)病毒復(fù)合侵染所致[J]. 葉榮,鄭滔,徐磊,雷娟利,陳劍平,于善謙. 病毒學(xué)報(bào). 2000(01)
本文編號(hào)：3261101
【文章來(lái)源】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)山東省
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真核生物mRNA翻譯模型圖（DreherandMiller,2006）
山東農(nóng)業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文5列，并通過(guò)保守的進(jìn)化方式來(lái)維持共同的核心RNA結(jié)構(gòu)。圖1-2小核糖核酸病毒科IRES二級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖（LozanoandMartínez-Salas,2015）Fig.1-2SchematicofthesecondarystructureofpicornavirusIRESs.小核糖核酸病毒科中的I型IRES主要存在于腸道病毒中（例如PV），由五個(gè)結(jié)構(gòu)域組成（II至VI）（BelshamandJackson,2000）。域V可以與eIF4G和eIF4A互作，隨后招募43S起始前復(fù)合物，同時(shí)依賴(lài)于ITAFs的輔助（deBreyneetal.,2009;Niepmann2009）。最近有報(bào)道稱(chēng)，一些具有I型IRES元件的病毒（例如EV7、PV1和EV-A71）在感染期間無(wú)需40S核糖體掃描即可從上游編碼框的起始密碼子開(kāi)始翻譯，從而產(chǎn)生UP蛋白（Lullaetal.,2019）。小核糖核酸病毒科中的II型IRES以EMCV和FMDV的IRES為代表，并存在于Aphthovirus、Cardiovirus、Parechovirus、Erbovirus和Cosavirus等屬（BelshamandJackson,2000;Hollisteretal.,2008;LozanoandMartínez-Salas,2015）。II型IRES包含五個(gè)主要結(jié)構(gòu)域（H、I、J、K和L），但與I型IRES的結(jié)構(gòu)域不同（BelshamandJackson,2000）。對(duì)于II型IRES，域J-K與eIF4G和eIF4A的互作對(duì)于招募43S起始前復(fù)合物至關(guān)重要，同時(shí)也需要ITAFs（Kolupaevaetal.,2003;Yuetal.,2011）。除了嘧啶結(jié)合蛋白（PTB）外，II型IRES所需的ITAFs與I型IRES所需的ITAFs不同（Niepmann,2009）。小核糖核酸病毒科中的III型IRES
小麥黃花葉病毒不依賴(lài)帽子翻譯的差異化調(diào)控研究8圖1-3TEV5‘端75個(gè)核苷酸IRES結(jié)構(gòu)（ZeenkoandGallie,2005）Fig.1-3TEV5‘proximal75nucleotideIRESdomain當(dāng)將TEV5‘UTR置于雙順?lè)醋訄?bào)告基因載體的基因間區(qū)域時(shí)，TEV5‘UTR可以促進(jìn)第二個(gè)ORF的表達(dá)，表明它具有IRES活性（Gallie,2001）。但是，當(dāng)在5‘UTR前加一個(gè)穩(wěn)定的莖環(huán)時(shí)，其翻譯效率降低了將近10倍，表明核糖體的掃描依賴(lài)于5‘末端或近5‘末端（NiepelandGallie,1999）。TEV5‘UTR可以在煙草懸浮細(xì)胞和胡蘿卜懸浮細(xì)胞體內(nèi)發(fā)揮功能（CarringtonandFreed,1990;Gallieetal.,1995）。在eIF4F緊缺的翻譯系統(tǒng)中相對(duì)于加帽的植物mRNA具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，但當(dāng)重新添加eIF4F或者eIF4G時(shí)，就會(huì)失去這一優(yōu)勢(shì)，因此，與植物mRNA相比，TEV5‘UTR對(duì)eIF4F（或eIF4G）的依賴(lài)性不強(qiáng)（Gallie,2001）。進(jìn)一步的分析揭示了TEV5‘UTR屬于eIF4F依賴(lài)型，而不是eIFiso4F依賴(lài)型（Khanetal.,2008），并且eIF4G可以直接與TEV5‘UTR互作，并且是維持TEV不依賴(lài)帽子翻譯所需的唯一翻譯起始因子（Rayetal.,2006）。像TEV一樣，其它馬鈴薯Y病毒屬成員，包括TuMV、PVY和TriMV等病毒基因組的5‘UTR均具有不依賴(lài)帽子翻譯活性，可以不同程度提高下游基因的表達(dá)（Knelleretal.,2006;Robertsetal.,2015;Zhangetal.,2015）。TuMV的5‘UTR可以在體內(nèi)和體外促進(jìn)翻譯的進(jìn)行，但具體的機(jī)制目前還尚不清楚（Bassoetal.,1994）。當(dāng)在TuMV5‘UTR前加上一個(gè)穩(wěn)定的莖環(huán)時(shí)，其翻譯水平降低到了無(wú)莖環(huán)時(shí)的30%，仍然可以維持下游基因的表達(dá)，但對(duì)于加帽的mRNA，在其前加上穩(wěn)定的莖環(huán)，其翻譯將不能進(jìn)行（Bassoetal.,1994）。另外，TuMV5‘UTR的反方向堿基序列仍具有增強(qiáng)翻譯功能，并且這種反方向序列在反式競(jìng)爭(zhēng)實(shí)驗(yàn)中也可以抑制依賴(lài)帽子翻譯?
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]小麥黃花葉病毒P3蛋白致病功能域的鑒定和分析[J]. 張巖,亓玉華,魯燕華,楊乾坤,何雨娟,李俊敏,陳劍平. 浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2019(05)
[2]小麥FtsH2蛋白與WYMV CP互作研究[J]. 梁樂(lè)樂(lè),陳夢(mèng)月,孫航軍,施艷,孫炳劍,李洪連. 植物病理學(xué)報(bào). 2019(06)
[3]煙草叢頂病毒RNA依賴(lài)RNA聚合酶（RdRp）介導(dǎo)的體外復(fù)制體系[J]. 逯曉明,于成明,王國(guó)魯,王德亞,耿國(guó)偉,劉珊珊,師科榮,原雪峰. 植物病理學(xué)報(bào). 2017(06)
[4]對(duì)小麥黃花葉病毒存在抗性差異的2種小麥品種中eIF4E序列分析[J]. 耿國(guó)偉,顧珂,于成明,李向東,田延平,原雪峰. 植物病理學(xué)報(bào). 2017(04)
[5]小麥黃花葉病毒（WYMV）2個(gè)山東分離物的全基因組序列及進(jìn)化分析[J]. 耿國(guó)偉,于成明,王德亞,顧珂,師科榮,李向東,田延平,原雪峰. 植物病理學(xué)報(bào). 2017(03)
[6]小麥黃花葉病毒編碼VPg蛋白N端結(jié)構(gòu)是VPg與核仁蛋白Fibrillarin互作區(qū)域[J]. 邊靚,向榮,孫麗英,陳劍平. 浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2014(01)
[7]我國(guó)小麥病毒病害發(fā)生現(xiàn)狀與趨勢(shì)分析[J]. 王錫鋒,劉艷,韓成貴,吳云峰,趙中華. 植物保護(hù). 2010(03)
[8]中國(guó)禾谷多黏菌傳麥類(lèi)病毒研究現(xiàn)狀與展望[J]. 陳劍平. 自然科學(xué)進(jìn)展. 2005(05)
[9]小麥黃花葉病毒和小麥梭條斑花葉病毒的生物學(xué)和分子生物學(xué)研究[J]. 陳炯,程曄,陳劍平. 中國(guó)病毒學(xué). 2000(02)
[10]山東煙臺(tái)小麥土傳病毒病由小麥黃花葉病毒和土傳小麥花葉病毒相關(guān)病毒復(fù)合侵染所致[J]. 葉榮,鄭滔,徐磊,雷娟利,陳劍平,于善謙. 病毒學(xué)報(bào). 2000(01)
本文編號(hào)：3261101
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