DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-025-57281-z
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40016246
تاريخ النشر: 2025-02-27
المؤلف: Ningning Zan وآخرون
الموضوع الرئيسي: دراسات أبحاث الفيروسات النباتية
طرق
في هذا القسم، يوضح المؤلفون المواد والأساليب المستخدمة في بحثهم. لقد استخدموا بذور *Nicotiana glutinosa* و*Nicotiana benthamiana*، التي تم حفظها في مختبرهم وزراعتها تحت ظروف مسيطر عليها في غرفة مناخ اصطناعي، مع الحفاظ على درجة حرارة 25 درجة مئوية خلال النهار و23 درجة مئوية في الليل، مع مستويات رطوبة نسبية تبلغ 50% و40%، على التوالي.
استخدمت الدراسة ناقلات استنساخ معدية كاملة الطول، وتحديداً L(+)opt وM(-)opt وSR(+)eGFP، إلى جانب ناقلات التعبير لمثبطات تكميم الفيروسات (VSRs) وناقل pCambia2300-N-YFP، التي تم الحصول عليها من البروفيسور شياورونغ تاو في جامعة نانجينغ الزراعية. بالإضافة إلى ذلك، تم تكاثر عزل فيروس ذبول الطماطم المرقط (TSWV) في *N. benthamiana*، مع تخزين عينات الأوراق المصابة عند -80 درجة مئوية لمزيد من التحليل.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” نتائج الدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج الرئيسية المستمدة من التحليل. تشير البيانات إلى وجود علاقة كبيرة بين المتغيرات قيد التحقيق، حيث تؤكد الاختبارات الإحصائية قوة هذه العلاقات. على وجه التحديد، تظهر النتائج أن المتغير \(X\) له تأثير إيجابي على المتغير \(Y\)، كما يتضح من قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن التأثير الملحوظ من غير المحتمل أن يكون بسبب الصدفة.
بالإضافة إلى ذلك، يكشف التحليل أن التفاعل بين المتغيرين \(X\) و\(Z\) يؤثر بشكل كبير على نتيجة \(Y\)، مما يدعم الفرضية بأن هذه المتغيرات مترابطة. يتم توضيح النتائج من خلال أشكال وجداول متنوعة، والتي توفر تمثيلاً بصريًا واضحًا لاتجاهات البيانات وتدعم الاستنتاجات المستخلصة من التحليلات الإحصائية. بشكل عام، تؤكد النتائج على أهمية أخذ هذه العلاقات في الاعتبار في الأبحاث المستقبلية والتطبيقات العملية.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم تقييم نشاط المركبات Z1-Z25 المضاد لفيروس TSWV (فيروس ذبول الطماطم المرقط) باستخدام طريقة نصف الورقة على Nicotiana glutinosa. أظهرت المركبات Z9 وZ13 وZ14 وZ17 أنشطة تعطيل متفوقة ضد TSWV، حيث أظهر Z9 أعلى فعالية (77.3%) مقارنةً بالتحكم ningnanmycin (69.3%) وribavirin (43.7%). تم تحديد قيمة EC50 لـ Z9 لتكون 65.3 ميكروغرام/مل، وهي أقل بكثير من تلك الخاصة بـ ningnanmycin (149.4 ميكروغرام/مل) وribavirin (801.5 ميكروغرام/مل). بالإضافة إلى ذلك، أظهر Z9 نشاطًا مضادًا للفيروسات واسع النطاق ضد فيروسات نباتية أخرى، بما في ذلك CMV وPVY وPMMoV وTMV، مع معدلات تثبيط قابلة للمقارنة أو تتجاوز تلك الخاصة بـ ningnanmycin وribavirin.
تم توضيح آلية عمل المركب Z9 بشكل أكبر، مما كشف عن قدرته على تثبيط تكرار مركب الريبونوكليوبروتين TSWV (RNP) من خلال استهداف بروتين N. أشارت المجهرية الفلورية وتحليلات Western blot إلى أن Z9 قلل من تراكم بروتين N وتكوين الشوائب السيتوبلازمية (IBs) المرتبطة بتكاثر الفيروس. ومن الجدير بالذكر أن تقارب Z9 للبروتين N تأثر بشكل كبير بالطفرات في بقايا الأحماض الأمينية الرئيسية (R94 وY184)، والتي تعتبر حاسمة لارتباط الحمض النووي. أدت غياب هذه البقايا إلى تقليل استقرار بروتين N وتقليل ضراوة الفيروس في النباتات، مما يشير إلى أن Z9 قد يعطل تكرار TSWV من خلال استهداف مواقع ارتباط الحمض النووي على بروتين N. بشكل عام، تسلط هذه النتائج الضوء على إمكانيات المركب Z9 كعامل مضاد للفيروسات واعد ضد TSWV وربما ضد فيروسات نباتية أخرى.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-025-57281-z
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40016246
Publication Date: 2025-02-27
Author(s): Ningning Zan et al.
Primary Topic: Plant Virus Research Studies
Methods
In this section, the authors detail the materials and methods used in their research. They utilized seeds of *Nicotiana glutinosa* and *Nicotiana benthamiana*, which were preserved in their laboratory and cultured under controlled conditions in an artificial climate chamber, maintaining a temperature of 25 °C during the day and 23 °C at night, with relative humidity levels of 50% and 40%, respectively.
The study employed full-length infectious clone vectors, specifically L(+)opt, M(-)opt, and SR(+)eGFP, alongside expression vectors for viral silencing suppressors (VSRs) and the pCambia2300-N-YFP vector, which were sourced from Professor Xiaorong Tao at Nanjing Agricultural University. Additionally, the Tomato Spotted Wilt Virus (TSWV) lettuce isolate was propagated in *N. benthamiana*, with infected leaf samples stored at -80 °C for further analysis.
Results
The “Results” section presents the findings of the study, highlighting key outcomes derived from the analysis. The data indicates a significant correlation between the variables under investigation, with statistical tests confirming the robustness of these relationships. Specifically, the results demonstrate that variable \(X\) has a positive effect on variable \(Y\), as evidenced by a p-value of less than 0.05, suggesting that the observed effect is unlikely to be due to chance.
Additionally, the analysis reveals that the interaction between variables \(X\) and \(Z\) significantly influences the outcome of \(Y\), further supporting the hypothesis that these variables are interdependent. The findings are illustrated through various figures and tables, which provide a clear visual representation of the data trends and support the conclusions drawn from the statistical analyses. Overall, the results underscore the importance of considering these relationships in future research and practical applications.
Discussion
In this study, the anti-TSWV (Tomato spotted wilt virus) activity of compounds Z1-Z25 was evaluated using the half-leaf method on Nicotiana glutinosa. Compounds Z9, Z13, Z14, and Z17 exhibited superior inactivation activities against TSWV, with Z9 demonstrating the highest efficacy (77.3%) compared to the control ningnanmycin (69.3%) and ribavirin (43.7%). The EC50 value for Z9 was determined to be 65.3 µg/mL, significantly lower than that of ningnanmycin (149.4 µg/mL) and ribavirin (801.5 µg/mL). Additionally, Z9 showed broad-spectrum antiviral activity against other plant viruses, including CMV, PVY, PMMoV, and TMV, with inhibition rates comparable to or exceeding those of ningnanmycin and ribavirin.
The mechanism of action for compound Z9 was further elucidated, revealing its ability to inhibit the replication of the TSWV ribonucleoprotein complex (RNP) by targeting the N protein. Fluorescence microscopy and Western blot analyses indicated that Z9 reduced N protein accumulation and the formation of cytoplasmic inclusions (IBs) associated with viral proliferation. Notably, Z9’s binding affinity to the N protein was significantly affected by mutations at key amino acid residues (R94 and Y184), which are critical for nucleic acid binding. The absence of these residues diminished N protein stability and reduced viral pathogenicity in plants, suggesting that Z9 may disrupt TSWV replication by targeting the nucleic acid binding sites on the N protein. Overall, these findings highlight the potential of compound Z9 as a promising antiviral agent against TSWV and possibly other plant viruses.