加州大學河濱分校的科學家們解決了一個長達20年的基因問題,這可能會帶來保護小麥、大麥和其他作物免受破壞性感染的方法。
植物病理學和微生物學教授Ayala Rao幾十年來一直在研究布羅姆花葉病毒。與一些病毒不同的是,這種病毒的遺傳物質分為三種顆粒,這種顆粒直到現在都無法區(qū)分。
Rao說,“如果我們不更準確地了解這些粒子之間的差異,我們就無法完全理解它們是如何共同導致感染,從而破壞糧食作物的?!薄拔覀兘鉀Q這個問題的方式讓這幅圖的重要部分非常清晰?!?
最近,在《美國國家科學院院刊》中發(fā)表了一篇論文,描述了Rao團隊為區(qū)分這些粒子所做的工作。
每個粒子內部都有一束核糖核酸,這是控制蛋白質生產的遺傳物質。這些蛋白質執(zhí)行不同的任務,其中一些會導致受感染的宿主植物發(fā)育遲緩、病變和最終死亡。
20年前,科學家利用所有三種粒子的平均值來創(chuàng)建它們結構的基本描述。為了區(qū)分它們,饒首先需要把它們分開,做成最純粹的形態(tài)。
饒的團隊利用基因工程技術使病毒的致病性失效,并將病毒基因注入宿主植物。
“這種細菌將其基因組插入植物細胞,類似于艾滋病毒將其自身插入人類細胞的方式,”拉奧說?!叭缓?,我們可以使用電子顯微鏡和基于計算機的技術來分離植物中的病毒顆粒,并確定它們的結構?!?
現在其中一個粒子被完全映射,很明顯前兩個粒子比第三個粒子更穩(wěn)定。
“一旦穩(wěn)定性改變,我們就可以操縱RNA釋放到植物中的方式,”Rao說?!拔覀兛梢宰尩谌齻€粒子更穩(wěn)定,這樣它就不會釋放RNA,感染也會延遲。”
這項工作是由加州大學多校區(qū)研究項目和計劃促成的。加州大學洛杉磯分校的祝銘震蓋爾巴特和周紅教授、UCR的安塔拉查克拉瓦蒂研究生和加州大學洛杉磯分校的克里斯蒂安貝倫為該項目做出了巨大貢獻。
展望未來,饒希望借助加州大學洛杉磯分校和加州大學圣地亞哥分校科學家的專業(yè)知識,對另外兩種病毒粒子給予更多關注。
菠蘿花葉病毒主要影響小麥、大麥等禾草,偶爾也會影響大豆。根據饒的說法,它幾乎和黃瓜花葉病毒一樣,可以感染黃瓜、西紅柿和其他對加州農業(yè)至關重要的作物。
這項研究不僅可以保護多種作物,還可以提高對任何病毒的認識。
饒說:“使用植物病毒要容易得多,因為它們更容易生長和分離,成本也更低?!?但是我們對復制原理的理解也適用于人類和動物病毒."
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