保护西红柿免受病毒侵害的疫苗不久将成为现实

CMV、TYLCV、ToMV、ToMMV、TSWV等字母组合让番茄生产者感到恐惧,因为它们代表了一些病毒的缩写,这些病毒会破坏温室和露天作物。生产商通常要花大价钱用杀虫剂和昆虫来控制病毒的传播。但在不久的将来,情况可能会发生变化。

来自哈雷威田堡马丁·路德大学生物化学与技术研究所、莱布尼兹生物化学研究所分子信号处理部门和意大利国家研究委员会CNR可持续植物保护研究所的科学家们展示了他们的新发现——“核酸研究,牛津学术” 。

其中一名研究人员向全球果蔬网展示了一种新方法的细节,该方法能够快速识别和生产针对感染因子有效的RNA疫苗。研究小组表明,利用RNA疫苗可以增强植物对病毒的自然防御能力。

CNR病毒学家Vitantonio Pantaleo(见图)指出,

“在感染期间,植物细胞充当病毒基因组的增殖池,即入侵者的增殖池。”然而,植物仍然保持着探测这些入侵者的能力,特殊的酶剪子将切断外来病毒分子。这一过程产生了大量的病毒干扰RNA (vsiRNA),它们在植物内传播,并与Argonautes组的蛋白(AGO)相关联。VsiRNA以序列特异性的方式引导AGOs对抗介导降解和失活的病毒基因组。

“病毒沉默机制在自然界并不总是非常有效,因为一些vsiRNAs确实非常有效。因此,科学家们开发了一种基于植物细胞提取物的筛选过程,能够识别最有效和最有效的vsiRNAs,称为“高效抗病毒siRNAs (easiRNAs)”。

病毒对番茄的影响
MLU生物化学家Sven Berhens说:“所选择的easiRNAs与AGOs有更好的亲和力。此外,与其他RNA相比,它们能更好地识别病毒基因组的弱点。通过用easiRNAs接种感染过番茄丛病毒(TBSV)的烟草植物(Nicotiana benthamiana), easiRNA的有效性得以证明:六周后,90%接种过疫苗的植株没有感染的迹象,而所有未经治疗的植株都被病毒杀死了。” 

“如果病毒发生了变化,这种筛选方法可以快速识别出合适的RNA分子来对抗这种新的入侵者。这意味着我们在对抗新的寄生虫时可以非常灵活。”

这种方法已经申请了专利。

接种疫苗的潜力
“RNA是自然界中天然存在的分子,送到我们餐桌上的新鲜或腌制的西红柿已经含有这种RNA。如果我们考虑到使用RNA疫苗可能有效地控制病原体真菌和收获后的有害物质,我们可以看到它所有的巨大潜力,”Pantaleo补充说。

研究组将继续探索和改进筛选方法,明确处理后的植物的应用方法和持久性。进一步的研究将证明如何以可持续的成本生产出更多的量。研究组还将研究植物的吸光度模式和效率。

“根据贝伦斯的研究,这些研究可以帮助减少农业中化学品的使用,使环境、消费者、生产者和整个食物链受益,符合联合国可持续发展全球议程的目标。”

该研究由648合作研究中心中的德国研究基金会(DFG)和Sassonia-Anhalt国家优先研究项目资助。经合组织也为研究人员提供了资金。

参考文献:Gago-Zachert S. et al. Highly efficacious antiviral protection of plants by small interfering RNAs identified in vitro. Nucleic Acids Research (2019). doi: 10.1093 / nar / gkz678. 

更多信息:

联系人:Vitantonio Pantaleo博士
植物病理实验室
可持续植物保护研究所
意大利国家研究委员会
地址:Amendola 165/a 
70126 Bari, ITALY. c/o UNIBA Campus 
电话: +39 080 544 2935 
邮箱: vitantonio.pantaleo@cnr.it


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