中國細胞生物學學會常務理事、中國科學技術大學生命科學學院趙忠教授團隊通過發(fā)育生物學和植物病毒學兩個領域的交叉研究，找到了植物干細胞免疫病毒的關鍵因子—WUSCHEL（WUS）蛋白，揭示了植物干細胞的廣譜抗病毒機制。該成果以“WUSCHEL triggers innate antiviral immunity in plant stem cells”為題發(fā)表在《Science》雜志上。

　　盡管國內(nèi)外研究人員已經(jīng)從多個角度進行了大量的研究，包括RNA干擾，細胞自噬和植物激素等途徑，但是對于植物干細胞存在廣譜抗病毒能力的原因仍然不清楚。由于病毒種類繁多，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少數(shù)的病毒，且隨著病毒不斷進化，抗性也會逐漸減弱。“莖尖脫毒”是少有的可以應用于大多數(shù)植物、清除體內(nèi)病毒的最有效的生物技術，但其深層機理一直未被揭示。

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

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

　　這項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。同行專家評論：“此研究解決了一個長期存在且備受關注的問題，是植物病理學和植物發(fā)育領域的一個開創(chuàng)性研究。”

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