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正單鏈RNA(+ssRNA)病毒是自然界中含量豐富的真核生物病毒，需要使用基因組+RNA作為復(fù)制模板合成-RNA。植物和動(dòng)物+ssRNA病毒的RNA中含有小的開(kāi)放閱讀框(ORF)（反向ORF[rORF]）。利用蕪菁花葉病毒(Tumv)作為植物+ssRNA病毒的模型，證明了rORFs編碼的小蛋白具有特定的亞細(xì)胞定位，并通過(guò)質(zhì)譜分析證實(shí)rORF2在感染細(xì)胞中的存在。TuMV rORF2編碼的蛋白質(zhì)形成點(diǎn)狀顆粒，定位于核周區(qū)域，并與病毒復(fù)制復(fù)合體共定位。RORF2蛋白可以直接與病毒RNA依賴的RNA聚合酶相互作用，rORF2的突變消除了病毒的侵染，而rORF2的異位表達(dá)拯救了突變的病毒。此外，SARS-CoV-2的RNA具有抑制I型干擾素產(chǎn)生和促進(jìn)水泡性口炎病毒侵染的作用。作者提供了TuMV可能利用內(nèi)部核糖體進(jìn)入位點(diǎn)來(lái)翻譯這些小rORF的證據(jù)。綜上所述，這些發(fā)現(xiàn)表明+ssRNA病毒的-RNA也可以具有編碼能力，其中編碼的小蛋白在病毒侵染中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

馬鈴薯Y病毒科、南方菜豆花葉病毒科、冠狀病毒科和黃病毒科病毒的基因組序列分析發(fā)現(xiàn)了許多編碼超過(guò)10個(gè)氨基酸的蛋白質(zhì)的ORFs，與+RNA中已知的ORFs類似，這些病毒的RNA在每個(gè)科內(nèi)選定的病毒子集中具有高度代表性（圖1A–D）。由于這些ORFs是在病毒+RNA的反向互補(bǔ)序列中預(yù)測(cè)的，所以將它們命名為rORFs（圖1E）。

在TuMV中鑒定出幾個(gè)小rORFs、rORF1-rORF4，并發(fā)現(xiàn)在馬鈴薯Y病毒科中有大量匹配（圖1A和2A）。TuMV-rORF1–rORF3編碼的蛋白質(zhì)與黃色熒光蛋白(YFP)融合，定位于細(xì)胞核、核周區(qū)域和細(xì)胞質(zhì)，而rORF4僅限于核周區(qū)域（圖2B）。TuMV rORF1-YFP定位在葉綠體周?chē)⑴c過(guò)氧化物酶體標(biāo)記DsRed-SKL共定位，但不與高爾基體標(biāo)記共定位（圖2C），與葉綠素自發(fā)熒光和ER標(biāo)記mCherry-HDEL（his-asp-glu-leu在其N末端融合mCherry蛋白）的共定位發(fā)現(xiàn)TuMVrORF3-YFP在葉綠體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER)中（圖2D）。馬鈴薯Y病毒科復(fù)制發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)膜結(jié)合的VRC中，在細(xì)胞核附近可以看到密集的塊狀物。使用表達(dá)青色熒光蛋白(CFP)標(biāo)記的病毒RdRP(NIb)和mCherry標(biāo)記的葉綠體定位膜蛋白(6K2)的TuMV-6K2-mCherry-CFP-NIb感染性克?。▓D2E），可以發(fā)現(xiàn)這些rORF編碼的蛋白質(zhì)在病毒侵染過(guò)程中被招募到VRC中復(fù)制（圖2F）。四種新蛋白均與6K2誘導(dǎo)的TuMVVRC和dsRNA共定位，這些rORF在病毒復(fù)制過(guò)程中VRC的形成和活性中具有潛在作用（圖2G-H）。

所有突變病毒在接種后60h時(shí)均呈現(xiàn)出明顯較少的RNA和蛋白質(zhì)積累（圖3A-C）。接種后5d和12d，TuMV-GFP-mrORF2未能在接種植物的全身組織中檢測(cè)到病毒RNA和CP；rORF1、rORF3或rORF4的突變對(duì)TuMV癥狀和病毒積累的影響較輕微（圖3D-H）。

除P3NPIPO外，rORF2蛋白與已報(bào)道的TuMV蛋白同時(shí)被檢測(cè)到（圖4A-B）。PVX-rORF2在28d時(shí)表現(xiàn)出嚴(yán)重的癥狀（圖4C）。此外，PVX載體表達(dá)的rORF2基因可以彌補(bǔ)接種TuMV-GFPmrORF2突變體的本氏煙草中rORF2的缺失（圖4D-F）。RORF2-YFP的轉(zhuǎn)基因表達(dá)恢復(fù)了TuMV-mrORF2-GFP的感染（圖4G-I）。

rORF2和11種典型TuMV蛋白酵母雙雜交(Y2H)測(cè)定發(fā)現(xiàn)rORF2編碼的蛋白質(zhì)與酵母細(xì)胞中的NIb相互作用（圖4J）。紅色熒光蛋白(RFP)-H2B轉(zhuǎn)基因本氏煙草植物葉子的雙分子熒光互補(bǔ)(BiFC)，證實(shí)體內(nèi)相互作用發(fā)生在植物細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中（圖4K）。NIb與TuMV感染細(xì)胞VRC中的rORF2相互作用（圖2F和4K），進(jìn)一步表明rORF2參與TuMV復(fù)制。

使用SARS-CoV-2作為模型（圖5A）推測(cè)由rORFs編碼的蛋白質(zhì)尺寸較小(<10kDa)，rORFs在SARS-CoV-2相關(guān)變體(VOC)中也保守（圖5B）。rORF3編碼的蛋白質(zhì)預(yù)計(jì)包含兩個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域（圖5C）。SARS-CoV-2 rORF編碼蛋白的GFP標(biāo)記，三種融合GFP的rORF編碼蛋白均積累到相當(dāng)?shù)乃?，但在HEK293T細(xì)胞中出現(xiàn)不同的亞細(xì)胞定位。GFP-rORF1分布在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中，GFP-rORF2主要位于細(xì)胞核中，GFPrORF3主要分布在細(xì)胞質(zhì)中（圖5D-E）。

標(biāo)記SARS-CoV-2的rORF1-3可以降低維甲酸誘導(dǎo)基因IRIG-IN誘導(dǎo)的干擾素β啟動(dòng)子活性（圖6A）。SARS-CoV-2 rORF2和ORF6可明顯抑制外源干擾素-α誘導(dǎo)的ISRE啟動(dòng)子的活性（圖6B）。

與表達(dá)GFP的細(xì)胞相比，表達(dá)N-FLAG的細(xì)胞中每個(gè)細(xì)胞可檢測(cè)的SG面積顯著減少，并且N蛋白與SG中的G3BP1共定位，表達(dá)rORF1-GFP和rORF3-GFP的細(xì)胞中SG形成顯著減少（圖6C和6D），表明rORF1和rORF3介導(dǎo)對(duì)SG形成的抑制。GFP-rORF1和G3BP1也共定位于NaAsO2處理細(xì)胞中的剩余SG（圖6C），表明rORF1可能通過(guò)與G3BP1相互作用隔離G3BP1來(lái)減弱SG形成。表達(dá)單個(gè)SARS-CoV-2rORF的細(xì)胞中VSV-GFP侵染的效率顯著高于對(duì)照細(xì)胞（圖6E-F）。

作者設(shè)計(jì)了一個(gè)雙順?lè)醋酉到y(tǒng)（圖7A）。通過(guò)農(nóng)桿菌介導(dǎo)法將含有TuMV rORFs上游序列的雙順?lè)醋虞d體瞬時(shí)地表達(dá)到本氏煙草的葉片組織中（圖7B）。mCherry積累的差異不是由于mRNA水平的變化所致（圖7C）。用β-葡萄糖醛酸酶(GUS)的序列取代驅(qū)動(dòng)GFP-mCherry轉(zhuǎn)錄的35S啟動(dòng)子（圖7D）。蛋白質(zhì)印跡分析表明無(wú)啟動(dòng)子載體無(wú)法在本氏煙草葉子中表達(dá)GFP或mCherry（圖7E）。qRT-PCR分析表明35S啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)的表達(dá)mRNA產(chǎn)物在植物細(xì)胞中具有特異性條帶，表明不存在隱性剪接位點(diǎn)（圖7F）。