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內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)蛋白降解系統(tǒng) (ER associated protein degradation, ERAD) 是真核生物維持內(nèi)質(zhì)網(wǎng)穩(wěn)態(tài)的保守機制，其功能主要體現(xiàn)在降解并回收ER上的錯誤或未折疊蛋白。羥甲基戊二酰輔酶A降解蛋白 (Hydroxymethylglutaryl reductase 1, HRD1) 作為ERAD通路中的關(guān)鍵組分，具有E3泛素連接酶的活性。目前已鑒定HRD1的底物蛋白較少，并且其是否泛素化植物病毒編碼蛋白尚未清楚。

北京時間2025年3月19日， Cell Reports在線發(fā)表了中國農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院韓成貴/王穎團隊題為“The E3 ligase HRD1 enhances plant antiviralimmunity by targeting viral movement proteins”的研究論文 (https://doi.org/10.1016/j.celrep.2025.115449)，揭示了HRD1介導(dǎo)Triple gene block (TGB) 運動蛋白的泛素化降解抑制病毒侵染的分子機制。

本研究以甜菜壞死黃脈病毒 (beet necrotic yellow vein virus, BNYVV) 作為研究對象，證明ERAD通路的核心組分羥甲基戊二酰輔酶A降解蛋白 (Hydroxymethylglutaryl reductase 1, HRD1) 與BNYVV編碼的運動蛋白TGB1-3在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)均發(fā)生互作，并通過互作來泛素化修飾TGB1-3蛋白，使其進入26S蛋白酶體降解 (圖1)。

圖1：HRD1泛素化修飾BNYVV TGB1

過表達HRD1基因抑制BNYVV在本生煙上的病毒積累，并且該生物學(xué)功能依賴HRD1自身的E3連接酶活性。通過本生煙轉(zhuǎn)基因超表達和煙草脆裂病毒 (tobacco rattle virus, TRV) 沉默HRD1植株接種病毒實驗，證明HRD1是一個抗病基因，能顯著地抑制BNYVV的侵染(圖2)。

圖2：抗病基因HRD1抑制BNYVV侵染

進一步研究證明HRD1抑制BNYVV的胞間運動，而不是病毒的復(fù)制。同時研究表明HRD1也能泛素化馬鈴薯X (potato virus X, PVX) 編碼的TGB1-3運動蛋白，導(dǎo)致TGB1-3蛋白經(jīng)26S蛋白酶體降解，從而抑制了PVX侵染。

以上研究深入解析了植物寄主受到病毒侵染后激活ERAD通路抑制病毒侵染的分子機制 (圖3)，為ERAD通路在植物病毒-宿主相互作用過程中的作用提供了新見解，同時研究結(jié)果為創(chuàng)制抗病毒育種材料提供科學(xué)依據(jù)和基因資源。

圖3：HRD1負調(diào)控植物病毒侵染的工作模型

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院已畢業(yè)博士郭志鴻 (現(xiàn)生物學(xué)院博士后) 為該論文的第一作者，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院王穎副教授為該論文的通訊作者。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院韓成貴教授、陳倩副教授和生物學(xué)院王獻兵教授為本研究提供了指導(dǎo)和幫助。植物保護學(xué)院張宗英高級實驗師、博士研究生鄭釧、碩士研究生秦鑫宇和郭宏芳參與該論文工作。新加坡國立大學(xué)Wong Sek-Man教授和中國農(nóng)業(yè)大學(xué)范軍教授在論文寫作方面提供了指導(dǎo)和幫助。本研究得到國家自然科學(xué)基金 (32270165和31872921)、國家糖料現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系 (CARS-170304) 項目的資助。

文章引用：

Zhi-Hong Guo, Xin-Yu Qin, Hong-Fang Guo, Chuan Zheng, Zong-Ying Zhang, Qian Chen, Xian-Bing Wang, Cheng-Gui Han, and Ying Wang. (2025). The E3 ligase HRD1 enhances plant antiviral immunity by targeting viral movement proteins. Cell Rep. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2025.115449.