真菌通过RNA编辑来对抗病毒，从而重新连接其遗传反应

病毒感染症状的表达是复杂的病毒宿主分子途径的副产品。这些在很大程度上仍然是未知的，特别是在真菌-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），一种抑制病毒复制的转录后机制；转录重编程；以及识别自我与非自我，这限制了病毒在真菌内的细胞间传播。

虽然许多真菌病毒（真菌病毒）在宿主中引起无症状感染，但诱导或抑制症状的机制尚不清楚。

一些遗传学研究试图探索参与抗病毒反应的真菌因素，但与真菌症状诱导相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，由日本福井大学医学院的本田真二副教授和冈山大学植物科学与资源研究所的铃木信弘教授领导的日本研究小组着手解开这个谜团。

他们利用最近在粗糙脉孢霉中建立的真菌病毒学系统，揭示了病毒感染后与症状诱导相关的基因和途径。他们的发现发表在《细胞宿主与微生物》杂志上。Honda博士说：“在这项研究中，我们发现，A-to-I RNA编辑酶在病毒感染后表达高度升高，特异性修饰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分离出两种病毒，这是世界上第一次感染克拉萨猪笼草。其中之一，粗糙脉孢霉fusarivirus 1（NcFV1）在野生型粗糙脉孢菌中通常无症状，但在RNAi缺陷突变体中引起不同的症状特征，突显了病毒、宿主遗传学和症状发展之间的复杂相互作用。

他们后来开发了这个系统来进行突变和遗传分析，以了解这种真菌-病毒系统中抗病毒反应是如何控制的。

当RNAi系统从病毒感染的粗糙猪笼草中删除时，研究人员观察到与野生型相比，该菌株的生长缺陷，以及感染真菌中异常高水平的病毒转录物。

为了了解关闭RNAi系统是如何引发这种症状的，他们研究了这种菌株的基因表达模式。在上调的基因中，他们特别注意到两个名为old-1和old-2的基因，这两个基因都被发现含有脱氨酶结构域。

研究小组接下来确定了old-1和old-2的产物靶向哪些基因组位置——old-1和old-2。靶位置位于基因组中old-1/2上游约2kb处，在那里它修饰靶转录本的终止密码子以继续翻译并形成具有锌指结构域的完整蛋白质。

基因组中old-1/2的这些邻近区域被命名为zao-1/2。进一步的实验表明，虽然OLD-1是一种参与修饰zao-1/2 mRNA的全球RNA编辑器，但OLD-2对编辑zao-2 mRNA具有特异性。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导致病毒感染期间真菌细胞的过敏反应。

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研究小组对zao-1/2基因作用的调查显示，根据存在哪些zao基因，结果不同。当感染无症状病毒NcFV1时，含有zao-1和zao-2基因的野生型粗糙猪笼草保持无症状状态，这种状态与抗真菌病毒反应基因（AmyREGs）的特异性转录激活有关。

然而，zao基因突变体的结果变化：在仅缺乏zao-1（Δzao-1）的NcFV1感染突变体中，观察到严重的症状，可能是由于过度的转录激活，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）导致真菌健康恢复，变得无症状。

这些突变体不能完全诱导通常在感染期间被激活的AmyREG。这突显了zao-1/2在控制症状发展和真菌抗病毒转录重编程激活方面的关键但复杂的作用。

为什么关闭RNAi系统会引发这种症状？

为了解开这个谜团，研究人员更详细地研究了zao-1和zao-2的功能。在无症状野生型真菌中，ZAO-1主要表达为由转录起始位点（TSS）开关产生的较短蛋白质变体（ZAO-1C/1CS）。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。

假设这种竞争可以缓冲转录反应，维持无症状状态。然而，在缺乏RNAi系统的情况下（在Δqde-2突变体中）或当zao-1缺失时（在Δzao-1突变体中），该机制发生了改变。

在Δqde-2突变体中，OLD酶过表达，并有效编辑zao-1和zao-2转录本中的过早终止密码子，导致全长zao-1FL和zao-2FL的产量增加。

在Δzao-1突变体中，当zao-1缺失时，OLD酶有效地编辑zao-2转录本，导致zao-2FL产量增加。这些全长ZAO蛋白，特别是ZAO-2FL，作为强效转录因子，触发转录重编程，导致过度的抗病毒反应和症状性表达。

此外，ZAO-1（特别是短形式ZAO-1C/1CS）的缺失消除了抑制竞争，使全长ZAO蛋白，特别是ZAO-2FL，能够发挥更强的转录控制作用，导致更严重的症状反应。

此外，该团队进行了系统发育分析，以证明这种RNA编辑器及其邻近的靶转录物在进化上在几种丝状真菌物种中是保守的，包括脉孢菌、镰刀菌和曲霉。Honda博士总结道：“这项研究揭示了一个复杂的抗病毒防御层，涉及RNA编辑、RNAi和转录起始位点转换，与调节症状诱导的转录重编程密切相关。”。

“尽管在这个古老的藻基因组调控真菌抗病毒反应的故事中还有更多的问题需要回答，但这项研究是开发独特的基因工程应用和具有强大抗病毒潜力的真菌菌株的重要转折点。”