摘要：宿主病原体系统中涉及抗病毒防御和反防御的分子途径尚不清楚。研究人员已使用Neurospora crassa作为模型生物体来探索RNA编辑如何影响真菌抗病毒药反应。他们确定了两个邻近基因 - 一个调节病毒诱导基因表达的RNA编辑酶（旧）和转录因子（ZAO）。他们的发现表明，旧ZAO模块如何控制无症状和有症状的感染，从而提供了对真菌中保守的抗病毒机制的新见解。...
病毒感染症状的表达是复杂病毒宿主分子途径的副产品。这些在很大程度上是未知的，尤其是在真菌病毒病原体系统的情况下。真菌抗病毒反应涉及三种已知机制：RNA干扰（RNAi），这是一种抑制病毒复制的转录后机制；转录重编程；以及对自我与非自我的认识，这限制了真菌中病毒的细胞到细胞传播。尽管许多真菌病毒（分支病毒）在宿主中引起无症状感染，但尚不清楚诱导或抑制症状的机制。
几项遗传研究试图探索抗病毒反应中涉及的真菌因素，但是与真菌症状诱导有关的确切基因和途径仍然是一个悬而未决的问题。
在这种情况下，由日本的副教授Shinji Honda的研究团队来自日本福岛大学医学科学学院，以及冈马大学植物科学与资源研究所的Nobuhiro Suzuki教授，旨在解决这个谜团。他们使用了最近在神经孢子虫中建立的真菌病毒系统，以揭示病毒感染后症状诱导涉及的基因和途径。他们的发现于2025年3月24日在线提供，并于2025年4月9日在《蜂窝主机与微生物》杂志第4卷第4卷中发布。
Honda博士引入了工作的主要主题：“在这项研究中，我们表明A-TO-I RNA编辑的酶在病毒感染后的表达高度升高，特异性地修改了真菌基因组中相邻主转录因子基因的mRNA。”他的研究小组早些时候第一次隔离了两种感染了Crassa的病毒。其中之一是，神经孢子菌Fusarivirus 1（NCFV1）通常在野生型Crassa中无症状，但在RNAi缺陷型突变体中引起不同的症状特征，突出了病毒之间的复杂相互作用，宿主基因学和症状发育。后来，他们开发了该系统来进行突变和遗传分析，以了解该真菌病毒系统中如何控制抗病毒反应。
当RNAi系统从病毒感染的N. crassa中删除时，研究人员观察到与野生类型相比，菌株中的生长缺陷，以及受感染真菌中特殊水平的病毒转录本。为了了解关闭RNAi系统如何触发这种症状，他们检查了该菌株中的基因表达模式。在上调的基因中，他们特别指出了两个名为Old-1和Old-2的基因，它们都被发现包含脱氨酶结构域。
接下来，团队确定了哪些基因组位置是由Old-1和Old-2-old-1和Old-2的产品瞄准的。目标位置约为基因组旧1/2上游的大约2 kb，在那里它修改了目标转录物的终止密码子，以继续翻译并形成带有锌指域的完整蛋白质。基因组中旧1/2的这些相邻区域称为ZAO-1/2。进一步的实验表明，虽然Old-1是一个全球RNA编辑器，涉及修改ZAO-1/2 mRNA，但Old-2特定于编辑ZAO-2 mRNA。在没有RNAi系统的情况下，这些基因/蛋白质的调节相互作用会在病毒感染过程中引起真菌细胞中的过敏反应。
该小组对ZAO-1/2基因作用的调查表明，根据存在ZAO基因的情况不同。当感染无症状病毒NCFV1时，含有ZAO-1和ZAO-2基因的野生型N. Crassa仍然无症状，这是与抗肌瘤病毒响应基因的特定转录激活相关的状态（AMYREGS）。然而，ZAO基因突变体的结果变化：在缺乏ZAO-1（ΔZAO-1）的NCFV1感染突变体中，观察到严重症状，可能是由于过度转录激活所致，这表明ZAO-1对于维持无症状状态至关重要。更令人惊讶的是，在这种背景下Zao-2的额外缺失（ΔZAO-1/2）导致真菌恢复健康，无症状。这些突变体并未完全诱导通常在感染过程中激活的杏仁核。这突出了ZAO-1/2在控制症状发育和真菌抗病毒转录重编程的激活中的关键但复杂的作用。
为什么关闭RNAi系统会触发这种症状？为了揭开这个谜团，研究人员更详细地研究了ZAO-1和ZAO-2的功能。在无症状的野生型真菌中，ZAO-1主要表示为转录起始位点（TSS）开关产生的较短蛋白质变体（ZAO-1C/1C）。这些较短的ZAO-1变体可能与全长ZAO蛋白（ZAO-1FL和ZAO-2FL）竞争DNA结合。假设该竞争可以缓冲转录反应，并保持无症状状态。但是，在没有RNAi系统（在ΔQDE-2突变体中）或删除ZAO-1（在ΔZAO-1突变体中）时，该机制就会改变。在ΔQDE-2突变体中，旧酶过表达并有效地编辑ZAO-1和ZAO-2转录本中的过早终止密码子，从而增加了全长ZAO-1FL和ZAO-2FL的产生。在ΔZAO-1突变体中，尽管没有ZAO-1，但旧酶有效地编辑了ZAO-2转录本，从而导致ZAO-2FL产生增加。这些全长ZAO蛋白，尤其是ZAO-2FL，是触发转录重编程的有效转录因子，从而导致过度的抗病毒反应和有症状的表达。此外，缺乏ZAO-1（特别是短形式ZAO-1C/1C）消除了抑制竞争，从而使全长的ZAO蛋白（尤其是ZAO-2FL）施加更强的转录控制，从而导致更严重的症状反应。此外，该团队进行了系统发育分析，以证明该RNA编辑器及其相邻的目标转录本在几种丝状真菌种类中得到了进化，包括神经孢子，，，，镰刀菌， 和曲霉。
Honda博士总结道：“这项研究发现了涉及RNA编辑，RNAi和转录起始站点切换的复杂抗病毒防御层，与转录重编程密切相关以调节症状诱导。” “尽管在真菌中旧的ZAO基因组反应调节的故事中还有更多的问题要回答，但这项研究是独特的基因工程应用和具有强大抗病毒潜力的真菌菌株发展的重要转折点。”
