科技日报记者 马爱平
记者18日从中国农业科学院植物保护研究所获悉，该所作物病毒病害监测与防控创新团首次揭示，真菌在营养生长阶段存在由RNA干扰指导DNA甲基化的全新机制。这项发表于国际期刊《核酸研究》的研究，被该刊授予“突破性论文”称号。
“RNA干扰是一种重要的生物过程，通过小RNA分子来抑制特定基因的表达；而DNA甲基化则是在DNA分子上添加甲基基团的表观遗传修饰方式，即不改变DNA序列本身但可遗传的基因表达调控方式。”论文通讯作者、中国农业科学院植物保护研究所研究员郭立华表示，DNA胞嘧啶甲基化是真核生物中一种高度保守的表观遗传修饰，在抵御外来核酸入侵、维持基因组稳定性及调控基因表达中扮演核心角色。然而，其在真菌日常生存与生长的营养阶段如何发生、有何功能，一直是个未解之谜。尽管动植物研究中已明确病毒DNA甲基化是宿主抗病毒的关键防线，但由于真菌DNA病毒发现较晚，相关机制在真菌中鲜有报道。
研究团队以重要麦类病原真菌——禾谷镰刀菌及其病毒为研究模型观察到，禾谷镰刀菌病毒基因组在宿主营养菌丝中发生了广泛的DNA甲基化，其中DNA-C组分片段MeC5的甲基化水平高达55.87%。深入分析表明，DNA甲基转移酶DIM2负责介导了病毒复制相关蛋白基因启动子区域的甲基化修饰。“这种甲基化直接抑制了病毒复制相关蛋白基因的转录活性，从而显著降低了病毒在宿主细胞内的聚集水平。”郭立华说。
团队证实，来源于禾谷镰刀菌病毒的小RNA能够精准指导病毒自身DNA发生甲基化。“至关重要的是，这一指导过程依赖于宿主RNA干扰机制的核心组件——Argonaute和Dicer蛋白。当研究人员敲除禾谷镰刀菌的两个Dicer或两个Argonaute基因时，病毒积累量显著增加，同时宿主菌丝出现生长缺陷、应对环境胁迫的能力下降以及致病力减弱。”郭立华说，这一发现为理解真菌表观遗传调控开辟了新方向，并为研发靶向病原真菌DNA的RNA药物奠定了关键理论依据。
（中国农业科学院植物保护研究所供图）
