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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點，為把我國建設(shè)成為世界科技強國作出新的更大的貢獻。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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研究揭示植物胞外囊泡運輸miRNA跨界調(diào)控病毒感染蟲媒的分子機制

2025-05-13 動物研究所

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語音播報

中國科學(xué)院動物研究所崔峰研究團隊以水稻條紋病毒（RSV）-灰飛虱-水稻為研究體系，首次闡明水稻EV通過遞送兩種miRNAs，分別靶向病毒和昆蟲基因，維持病毒在媒介昆蟲中的穩(wěn)態(tài)和高效傳播。

前期研究發(fā)現(xiàn)，灰飛虱的唾液外泌體（EV的一種類型）在RSV突破唾液腺屏障實現(xiàn)從昆蟲到植物的水平傳播中發(fā)揮重要作用。然而，灰飛虱在取食水稻汁液的過程中，也會攝入大量植物EV，這些EV可能將水稻的小分子RNA傳遞至昆蟲的消化道上皮細胞，對RSV在消化道細胞中的感染及復(fù)制產(chǎn)生影響。最新研究中，研究團隊首次成功分離了水稻EV，鑒定出EV包裹的91個水稻miRNAs。其中兩種高豐度的miRNAs，即Osa-miR159a.1-1和Osa-miR167a，可被EV轉(zhuǎn)運至灰飛虱的中腸上皮細胞。Osa-miR159a.1-1通過與灰飛虱磷脂酶C（PLCβ）的5'UTR區(qū)結(jié)合增強其mRNA穩(wěn)定性，從而上調(diào)PLCβ的表達，誘導(dǎo)下游基因CSL表達，抑制細胞凋亡促進RSV的復(fù)制。另一方面，Osa-miR167a則直接靶向RSV的聚合酶（RdRp）編碼區(qū)，降低其表達抑制病毒的復(fù)制。兩種水稻miRNAs協(xié)同調(diào)控了病毒在蟲媒中的載量穩(wěn)態(tài)。

該研究不僅揭示了miRNAs作為一種效應(yīng)因子在植物-病毒-蟲媒傳播鏈中的關(guān)鍵作用，還為開發(fā)控制病毒傳播的新產(chǎn)品奠定了重要理論基礎(chǔ)。

相關(guān)研究成果以Extracellular vesicle-mediated plant miRNA trafficking regulates viral infection in insect vector為題，發(fā)表在《細胞報告》（Cell Reports）上。研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院前沿科學(xué)重點研究計劃“從0到1”項目和動物所自主部署項目的支持。

論文鏈接

水稻miRNAs跨界調(diào)控RSV在蟲媒中穩(wěn)態(tài)的模式圖

大約 80% 的植物病毒依賴媒介昆蟲進行傳播，媒介昆蟲體內(nèi)的病毒穩(wěn)態(tài)依賴于病毒載量與昆蟲免疫系統(tǒng)之間的動態(tài)平衡，從而確保蟲媒的生存和病毒的高效傳播。小RNA介導(dǎo)的RNA干擾（RNAi）是真核生物中普遍存在的免疫調(diào)控通路，其中miRNA是一類長度約19-25?nt的非編碼小RNA，主要參與基因轉(zhuǎn)錄后的表達調(diào)控，在許多生物過程中發(fā)揮重要功能。miRNA能夠在不同生物體之間進行雙向傳遞，通過“跨界RNA干擾”現(xiàn)象誘導(dǎo)基因沉默，細胞外囊泡（EVs）能夠介導(dǎo)miRNA在細胞間和跨物種的運輸。然而，植物EV介導(dǎo)的跨界RNA干擾如何參與病毒感染蟲媒尚不清楚。中國科學(xué)院動物研究所崔峰研究團隊以水稻條紋病毒（RSV）-灰飛虱-水稻為研究體系，首次闡明水稻EV通過遞送兩種miRNAs，分別靶向病毒和昆蟲基因，維持病毒在媒介昆蟲中的穩(wěn)態(tài)和高效傳播。前期研究發(fā)現(xiàn)，灰飛虱的唾液外泌體（EV的一種類型）在RSV突破唾液腺屏障實現(xiàn)從昆蟲到植物的水平傳播中發(fā)揮重要作用。然而，灰飛虱在取食水稻汁液的過程中，也會攝入大量植物EV，這些EV可能將水稻的小分子RNA傳遞至昆蟲的消化道上皮細胞，對RSV在消化道細胞中的感染及復(fù)制產(chǎn)生影響。最新研究中，研究團隊首次成功分離了水稻EV，鑒定出EV包裹的91個水稻miRNAs。其中兩種高豐度的miRNAs，即Osa-miR159a.1-1和Osa-miR167a，可被EV轉(zhuǎn)運至灰飛虱的中腸上皮細胞。Osa-miR159a.1-1通過與灰飛虱磷脂酶C（PLCβ）的5'UTR區(qū)結(jié)合增強其mRNA穩(wěn)定性，從而上調(diào)PLCβ的表達，誘導(dǎo)下游基因CSL表達，抑制細胞凋亡促進RSV的復(fù)制。另一方面，Osa-miR167a則直接靶向RSV的聚合酶（RdRp）編碼區(qū)，降低其表達抑制病毒的復(fù)制。兩種水稻miRNAs協(xié)同調(diào)控了病毒在蟲媒中的載量穩(wěn)態(tài)。該研究不僅揭示了miRNAs作為一種效應(yīng)因子在植物-病毒-蟲媒傳播鏈中的關(guān)鍵作用，還為開發(fā)控制病毒傳播的新產(chǎn)品奠定了重要理論基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果以Extracellular vesicle-mediated plant miRNA trafficking regulates viral infection in insect vector為題，發(fā)表在《細胞報告》（Cell Reports）上。研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院前沿科學(xué)重點研究計劃“從0到1”項目和動物所自主部署項目的支持。論文鏈接水稻miRNAs跨界調(diào)控RSV在蟲媒中穩(wěn)態(tài)的模式圖

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