在冠状病毒复制所需的关键宿主因子研究中取得新进展
近日，华中农大彭贵青教授团队与谢胜松教授合作，鉴定出冠状病毒复制所需的关键宿主因子mLST8，研究成果以题为“mLST8 is essential for coronavirus replication and regulates its replication through the mTORC1 pathway”发表于国际微生物学期刊mBio。
冠状病毒在复制过程中会“利用”和“劫持”宿主因子来调节细胞内环境，因此提高对病毒与宿主相互作用的认识，寻找抗冠状病毒药物的靶点迫在眉睫。冠状病毒入侵宿主靶细胞后，会在细胞内修建一个“老巢”(双层囊泡DMVs)以实现自身的高效复制。彭贵青教授团队前期的研究中发现了宿主因子TMEM41B在诱导双层囊泡(DMVs)的形成中发挥着重要的作用。然而目前参与冠状病毒代谢通路以及关键宿主因子调控DMVs的形成机制仍未完全阐明。
彭贵青教授团队研究发现一种新的宿主因子mLST8对冠状病毒感染至关重要。敲除mLST8抑制了mTORC1信号通路，并且是mTORC1而不是mTORC2信号通路对冠状病毒的复制至关重要。进一步机制研究表明敲除mLST8导致mTORC1下游因子unc-51样激酶1(ULK1)的磷酸化水平降低促进了自噬的激活，而自噬是mLST8 KO细胞抗病毒复制的关键。透射电子显微镜成像分析表明，敲除mLST8 和自噬激活剂均能抑制冠状病毒双层囊泡(DMVs)的形成。
同时，研究发现敲除mLST8 和自噬激活剂处理亦可抑制其他冠状病毒(MHV, PDCoV)的复制，表明自噬通路与冠状病毒复制之间存在保守关系。综上所述，我们的工作揭示了mLST8是一种新的调控冠状病毒复制的宿主因子，这为冠状病毒复制机制的研究提供了新的见解，并可促进广谱抗病毒药物的开发。
华中农业大学动科科学技术学院、动物医学院博士研究生付亚楠为论文第一作者，华中农业大学彭贵青教授、谢胜松教授和孙丽蒙为论文共同通讯作者。
全文链接：
https://doi.org/10.1128/mbio.00899-23
邓秀新院士团队基于群体遗传学揭示柑橘野生近缘种的保护策略
果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室邓秀新院士团队联合中国农业科学院深圳农业基因组研究所周永锋团队在国际期刊PLOS Genetics发表题为“Genomic conservation of crop wild relatives: a case study of citrus”的研究论文。该研究以野生山金柑为例，利用群体遗传学等研究方法对野生柑橘的遗传资源进行研究，提出关于柑橘遗传资源保护的新见解，同时为作物野生近缘种保护提供了新思路。
保护作物野生近缘种需重点关注受环境因素影响的遗传特征，例如低遗传多样性、近亲繁殖和小的有效群体。农业生产高度破坏了作物野生近缘物种的生境，栽培品种和野生种的生境重叠，导致栽培种中的基因向野生种流动，对野生种的“基因池”产生“污染”，使得作物野生近缘种具有较高遗传负荷。此外，由于作物野生近缘种具有不同的生殖模式系统，对于遗传资源的保护应该采用不同的措施。
基于上述背景，团队运用金柑属中栽培种和野生近缘种的全基因组测序数据，结合地理生态数据、生殖表型数据进行正向模拟分析，发现了野生种群中明显的群体碎片化现象，以及有效群体大小迅速下降、高度近交的遗传特征。进一步研究显示，野生种和栽培种具有高度重合的生态位，这导致栽培种的基因流持续向野生种流动。基于对群体水平的基因组负荷研究，团队发现栽培种群中有害变异位点多，基因渗入提高了野生种群的基因组负荷，进一步增加了野生种群灭绝的风险；在不同生殖模式的群体中，无融合生殖和自交不亲和性等特征对有效群体、基因流和遗传负荷均有影响。最后，基于群体遗传学的研究和野生种质资源的长期保护实践，团队提出了柑橘野生种群保护的具体建议和办法。
柑橘亚族系统发育、栽培金柑和近缘野生山金柑的不同生殖类型以及地理分布预测
据悉，华中农业大学博士、中国农业科学院深圳农业基因组研究所博士后王楠为该论文第一作者，华中农业大学邓秀新院士和中国农业科学院深圳农业基因组研究所周永锋研究员为该论文共同通讯作者。明尼苏达大学Peter L. Morrell教授和周永锋研究员课题组博士后刘众杰、肖华、徐小东、马志尧，硕士生曹硕等参与了该研究。华中农大柑橘团队郭文武教授、徐强教授、柴利军教授和叶俊丽副研究员对该研究的开展提供了重要指导。华中农业大学邓秀新院士课题组胡健兵博士，湖南省农科院园艺所陈鹏老师对该研究的材料和分析提供了重要帮助。
论文链接：
Genomic conservation of crop wild relatives: A case study of citrus | PLOS Genetics
发表细菌第二信使分子c-di-GMP信号通路研究综述
近日，国际期刊FEMS Microbiology Reviews上在线发表了由华中农业大学农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室、湖北洪山实验室何进教授研究团队所撰写的综述论文：“Gas and light: triggers of c-di-GMP-mediated regulation”，该论文总结了c-di-GMP代谢酶感知气体和光信号的调控方式和具体机制，对c-di-GMP信号转导通路的完善具有重要指导意义。
第二信使(Second messenger)系统是细菌为了适应不断变化的环境条件所进化出的一类信号转导系统，能够帮助细菌监测外界各类环境参数的变化并迅速作出响应。当细胞表面的受体接收到细胞外信号(可以称为“第一信使(first messenger)”)时，细菌会随之调节胞内各种合成酶与水解酶的催化活性，进而改变第二信使分子的浓度。此后，相关受体分子(包括蛋白类受体与RNA类受体)通过感知第二信使分子浓度的变化，对关键酶或代谢途径进行调节，从而调控细菌多种生理功能。在该过程中，第二信使能够作为“桥梁”协助细菌响应无法直接内化的胞外初始信号(第一信使)，帮助细菌在信号感知与细胞反应之间建立转换。
第二信使主要可分为四类，而占主要地位的为核苷类第二信使，它们通常是一些不用于细胞核酸合成的特异性核苷酸，例如cAMP、cGMP、c-di-AMP、c-di-GMP、c-GAMP、(p)ppGpp等。其中，c-di-GMP是一类广泛存在于细菌中的第二信使分子，其合成与降解分别受到合成酶——二鸟苷酸环化酶(DGC)以及水解酶——c-di-GMP特异性磷酸二酯酶(PDE)的调控。大量研究表明，c-di-GMP参与调节细菌生物被膜的形成、细菌运动性、细胞发育、压力对抗性等过程。近十年来，何进教授课题组一直致力于c-di-GMP等多种核苷类第二信使分子调控通路的研究，并在此领域取得了一系列研究进展。
何进教授团队注意到,目前关于c-di-GMP的研究多集中于该信号转导通路的下游，如c-di-GMP调控网络的挖掘和新型受体的鉴定上，但关于c-di-GMP代谢酶如何响应上游信号刺激的研究尚很有限。这种研究趋势忽略了细菌DGC/PDE信号感知的重要性，导致c-di-GMP信号转导网络的研究并不完善。
一氧化氮通过H-NOX结构域诱导生物被膜扩散或形成的机制
光感受器蛋白RsBphG1响应光照调节球形红杆菌c-di-GMP水平的机制
何进教授团队花费三年多的时间，针对c-di-GMP代谢酶感知气体或光信号的相关结构域进行了深入地比较分析，揭示了它们的结构类型和分布情况，并根据文献总结/推测了相关环境信号调节c-di-GMP信号通路的机制。值得一提的是，该综述论文还分析比较了具有相同气体/光感应功能的感知结构域之间的差异和联系，评估了它们在细菌中的特定生理功能和角色定位，对未来该领域的研究工作具有重要的指导意义。该综述不仅弥补了此前c-di-GMP研究领域的缺憾，可促进c-di-GMP调控网络的丰富和完善，还能为药物设计提供新靶点，为生物传感研究带来新思路。
该论文第一作者为华中农业大学生命科学技术学院2022届博士毕业生於钊庆，何进教授为本篇论文的通讯作者。华中农业大学生命科学技术学院研究生张维、阳鹤，美国国立卫生研究院国家生物技术信息中心Michael Y. Galperin教授及台湾中兴大学教授/华中农业大学兼职教授周三和为论文的共同作者。
论文链接：
https://doi.org/10.1093/femsre/fuad034
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