Учёные раскрыли механизм размножения вируса риса в цикадках

Исследователи из Института зоологии Китайской академии наук выяснили, как опасный вирус риса размножается внутри малой бурой цикадки — основного переносчика этого патогена.

Вирус полосатой мозаики риса (Rice stripe virus, RSV) ежегодно наносит серьёзный ущерб посевам риса. Это исследование может лечь в основу будущих стратегий контроля распространения RSV и других вирусов, способных опустошать посевы риса, пшеницы, хлопка и других культур.

Как вирус обманывает иммунитет насекомого

Большинство растительных вирусов зависят от насекомых-переносчиков. Многие из них могут размножаться внутри клеток этих насекомых-«векторов», не причиняя им вреда. RSV, один из самых опасных растительных вирусов, переносится малой бурой цикадкой и, попав в её клетки, достигает баланса с иммунной системой насекомого.

При вирусных инфекциях у животных активируется сигнальный путь фермента c-Jun N-terminal kinase (JNK). Однако как именно вирусы регулируют этот путь у насекомых-переносчиков, оставалось неясным.

Взаимодействие вирусного и клеточного белков

Команда профессора Фэн Цуй исследовала влияние RSV на JNK-путь в малой бурой цикадке. Учёные изучали взаимодействия между белками и использовали аналитические методы для определения ключевых соединений в этом сигнальном пути.

Они обнаружили, что вирус активирует JNK-путь различными способами, особенно через взаимодействие белка цикадки G protein pathway suppressor 2 (GPS2) и вирусного капсидного белка.

Ключевой механизм

• Заражение RSV повышает уровень белка Tumor Necrosis Factor-α (TNF-α) и снижает уровень GPS2 в клетках насекомого.
• Вирусный капсид, содержащий весь генетический материал RSV, конкурентно связывается с GPS2. Это мешает GPS2 подавлять механизм активации JNK.
• Активация JNK, в свою очередь, способствует репликации (размножению) RSV в переносчике. Подавление этого пути приводит к значительному снижению производства вирусных частиц и, как следствие, задерживает вспышку болезни у растений.

Перспективы для сельского хозяйства

Полученные данные указывают, что ингибирование JNK-пути — например, путём снижения экспрессии JNK, усиления взаимодействий с GPS2 или ослабления эффектов TNF-α — может быть полезным для защиты риса.

Как заключает первый автор исследования, постдок Вэй Ван, этого можно достичь с помощью селекции или других методов генетической модификации. В некоторых случаях возможно применение соответствующих химических соединений к растениям риса для снижения распространения RSV.