中國(guó)細(xì)胞生物學(xué)學(xué)會(huì)常務(wù)理事、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院趙忠教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)發(fā)育生物學(xué)和植物病毒學(xué)兩個(gè)領(lǐng)域的交叉研究，找到了植物干細(xì)胞免疫病毒的關(guān)鍵因子—WUSCHEL（WUS）蛋白，揭示了植物干細(xì)胞的廣譜抗病毒機(jī)制。該成果以“WUSCHEL triggers innate antiviral immunity in plant stem cells”為題發(fā)表在《Science》雜志上。

　　盡管?chē)?guó)內(nèi)外研究人員已經(jīng)從多個(gè)角度進(jìn)行了大量的研究，包括RNA干擾，細(xì)胞自噬和植物激素等途徑，但是對(duì)于植物干細(xì)胞存在廣譜抗病毒能力的原因仍然不清楚。由于病毒種類(lèi)繁多，已知的植物病毒就有1000多種，現(xiàn)有的抗病毒手段只能針對(duì)少數(shù)的病毒，且隨著病毒不斷進(jìn)化，抗性也會(huì)逐漸減弱。“莖尖脫毒”是少有的可以應(yīng)用于大多數(shù)植物、清除體內(nèi)病毒的最有效的生物技術(shù)，但其深層機(jī)理一直未被揭示。

　　中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)趙忠團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑，以傳統(tǒng)的莖尖脫毒技術(shù)為靈感來(lái)源，歷經(jīng)8年潛心研究，發(fā)現(xiàn)WUS是一個(gè)存在于植物干細(xì)胞中的關(guān)鍵抗病毒蛋白。干細(xì)胞內(nèi)的WUS是一個(gè)非常保守的蛋白，從低等植物到高等植物中普遍存在。這個(gè)蛋白受病毒感染誘導(dǎo)，并且通過(guò)直接抑制一類(lèi)甲基轉(zhuǎn)移酶基因，影響了細(xì)胞參與蛋白質(zhì)合成的主要細(xì)胞器-核糖體的組裝，從而降低了蛋白質(zhì)合成速率。這將直接導(dǎo)致病毒不能利用植物細(xì)胞完成自身蛋白質(zhì)的翻譯，以及病毒的復(fù)制和組裝的過(guò)程，從而抑制了病毒的傳播。

　　同時(shí)，WUS蛋白也可以成為其他細(xì)胞抵抗病毒的“利器”，研究人員在植物其它細(xì)胞中表達(dá)WUS蛋白，可以保護(hù)植物免受病毒的感染。同時(shí)研究人員還檢查了多種病毒，并證實(shí)WUS蛋白均可以抑制這些病毒對(duì)植物細(xì)胞的感染，說(shuō)明WUS蛋白介導(dǎo)的干細(xì)胞病毒免疫具有廣譜性。

　　這項(xiàng)工作研究了植物分生組織存在的廣譜抗病毒免疫活性，第一次發(fā)現(xiàn)在病毒抗性和分生組織維持基因之間存在如此精確的分子連接。同行專(zhuān)家評(píng)論：“此研究解決了一個(gè)長(zhǎng)期存在且備受關(guān)注的問(wèn)題，是植物病理學(xué)和植物發(fā)育領(lǐng)域的一個(gè)開(kāi)創(chuàng)性研究。”

　　下一步，研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃怎樣將其應(yīng)用到育種中，基于蛋白質(zhì)人工進(jìn)化技術(shù)，篩選高抗病蛋白，并利用生物技術(shù)轉(zhuǎn)入多種作物中，以得到廣譜高抗病的作物新品種。團(tuán)隊(duì)研究人員表示， WUS作為一個(gè)保守的干細(xì)胞調(diào)節(jié)蛋白，其同源蛋白存在于多種植物中。WUS蛋白介導(dǎo)的廣譜抗病毒機(jī)制可以為多種作物抗病毒防治提供一個(gè)新的研究思路，可能為解決全球糧食穩(wěn)產(chǎn)帶來(lái)新曙光。