蟲媒植物病毒的感染涉及病毒、媒介昆蟲和植物寄主之間的複雜互動。大約80%的植物病毒依賴昆蟲傳播，通常在植物體內而非昆蟲媒介中引發嚴重症狀。維持低水平的病毒滴度對昆蟲媒介與病毒的共存至關重要，而植物體內的病毒量則會隨時間顯著增加。MicroRNAs (miRNAs) 是長度為19到24個核苷酸的小非編碼RNA，在抗病毒免疫中發揮了重要作用。盡管已知miRNAs在調節病毒感染方麵起作用，但它們作為跨界效應因子如何影響三方互作仍不清楚。必威精装版app西汉姆联 崔峰研究組以重要作物病毒水稻條紋病毒—媒介昆蟲灰飛虱—水稻為研究體係，揭示了昆蟲miR-263a調控病毒跨界感染的雙重作用。該文章在EMBO Journal在線發表（https://doi.org/10.1038/s44318-025-00405-4），題目為“A double-agent microRNA regulates viral cross-kingdom infection in animals and plants”。

水稻條紋病毒（rice stripe virus,RSV）屬纖細病毒屬（Tenuivirus），其基因組由四條負義單鏈的RNA組成，共編碼包括核衣殼蛋白NP在內的7種病毒蛋白。RSV通過灰飛虱（Laodelphax striatellus）以持續循回增殖的方式高效傳播。崔峰研究組前期研究發現，灰飛虱的miR-263a能夠直接靶向RSV基因組RNA1鏈的長末端延伸序列，抵消長末端對病毒啟動子的抑製作用，從而促進病毒在昆蟲體內的複製（New Phytologist,2018,219:1085-1096；PLoS Pathogens,2021,17: e1009424）。然而，RSV通過NP蛋白和病毒小RNA的雙重作用下調了miR-263a，限製病毒在昆蟲的過度增殖（PLoS Pathogens,2022,18: e1010709）。miR-263a廣泛存在於昆蟲中，但在植物或哺乳動物中未檢測到，並且存在於節肢動物媒介如按蚊、伊蚊的唾液中。鑒於其普遍存在及其分泌特性，推測miR-263a可能在病毒跨界傳播中發揮關鍵作用。

該研究發現，除了直接靶向病毒基因組，miR-263a還能靶向並抑製昆蟲組織蛋白酶B樣基因（Cathepsin B-like）的表達，減少中腸上皮細胞凋亡，促進病毒滴度的積累。此外，miR-263a通過昆蟲唾液分泌至水稻中，顯著抑製了RSV在水稻中的複製量。為了深入探究miR-263a抗病毒分子機製，課題組開發了植物中表達24 nt miRNA的載體，在水稻原生質體瞬時過表達miR-263a，發現miR-263a可進入水稻細胞核，靶向轉錄因子GATA19的第一個內含子促進其轉錄本的剪接。GATA19的高表達阻止了茉莉酸信號通路抑製因子JAZ1與下遊轉錄因子MYC2的結合，激活茉莉酸信號通路，從而抑製RSV在水稻中的感染。基於上述發現，課題組構建了miR-263a過表達的轉基因水稻以及敲除靶基因GATA19的基因編輯水稻。接種病毒後的表型分析顯示，miR-263a過表達顯著抑製RSV複製，而敲除GATA19則促進了RSV複製。本研究首次揭示了昆蟲保守的小RNA在調節病毒跨界感染中的核心功能。

必威精装版app西汉姆联 崔峰研究員為本文的通訊作者，趙婉副研究員為本文的第一作者和共同通訊作者。該研究得到了國家重點研發項目（2022YFD1401700）、國家自然科學基金重點項目（32230090）、國家傑出青年科學基金（32425047）、國家自然科學基金麵上項目（32272532）以及中國科學院青年創新促進會（Y2023022）的資助。

昆蟲miRNA跨界調控RSV感染昆蟲與水稻的模式圖

  文章鏈接：https://www.embopress.org/doi/full/10.1038/s44318-025-00405-4