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[林納生] 醣解酵素 enolase透過連結葉綠體和粒線體促進竹嵌紋病毒之複製

Lin et al., 2025 PNAS

BaMV於細胞內形成移動型病毒複製複合體(mVRC)模型

正股單鏈之核糖核酸病毒(positive-sense single-stranded RNA virus, (+) ssRNA virus)危害全球一半以上之農作物,當它感染宿主細胞後,會截取宿主因子並利用宿主細胞內的胞器膜構建複製複合體(viral replication complex, VRC),提供保護性的環境以利其基因體有效的複製。竹嵌紋病毒(Bamboo mosaic virus, BaMV)為一種 (+) ssRNA 病毒,其複製及轉錄發生在葉綠體,但是亦需要粒線體外膜蛋白(voltage-dependent anion channel,VDAC)在細胞質中形成的 VRC幫助其複製。但是BaMV如何利用兩種胞器以及內質網相關的VRC 聚集體複製,這方面知識一片空白。

本研究揭示糖解作用中的關鍵酵素——烯醇化酶(enolase, ENO)在 BaMV 複製過程中扮演正向調控的角色,同時作為葉綠體與粒線體之間的重要連結橋梁。ENO不僅促進細胞質中 VRC 聚集體的形成,增強 BaMV 的穩定複製與感染力,亦可與 BaMV RNA 的非轉譯區結合,並與病毒複製酶(RepBaMV)直接互作,促進病毒複製及 VRC 的形成與擴大, ENO 的結構完整性對其功能發揮至關重要。此外,VRC聚集體位於內質網膜系統上,由丙酮酸激酶(pyruvate kinase)、粒線體外膜蛋白VDAC及 病毒複製酶RepBaMV 共同組成,並與病毒移動蛋白協同作用,確保 BaMV 的穩定複製與感染。本研究揭示RNA病毒同時利用多種胞器進行複製,為病毒學領域帶來嶄新視野。

本研究成果於2025年5月13日發表於《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS)(https://doi.org/10.1073/pnas.2415089122).。經費由中央研究院深耕計畫支持,為植物暨微生物學研究所林納生老師實驗室之成果,論文第一作者為本所博士後研究員林冠妤博士。