我国学者成功解析“柑橘癌症”抗病机制，并利用AI找到防治药物

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登上Science封面！我国学者成功解析“柑橘癌症”抗病机制，并利用AI找到防治药物. Z) b+ h7 Q" ?+ }8 g* t
来源：生物世界 2025-04-14 10:00- ?. K7 B& J  |
该研究首次解析了柑橘抗黄龙病的核心分子机制，阐明了由 PUB21-MYC2 组成的黄龙病抗性遗传回路，并利用 AI 辅助筛选出了稳定抗病蛋白 MYC2 的双功能肽——APP3-14。
2 G" F6 f  }7 `7 {6 J! X2 l中国科学院微生物研究所叶健团队与西南大学王雪峰团队（中国科学院微生物研究所赵平芝、杨欢、孙艳伟为共同第一作者）合作，在国际顶尖学术期刊 Science 上发表了题为：Targeted MYC2 stabilization confers citrus Huanglongbing resistance 的研究论文，该研究还被选为当期封面论文。6 H% Q9 L/ g! k- Z
该研究首次解析了柑橘抗黄龙病的核心分子机制，阐明了由 PUB21-MYC2 组成的黄龙病抗性遗传回路，并利用 AI 辅助筛选出了稳定抗病蛋白 MYC2 的双功能肽——APP3-14，田间试验结果显示，APP3-14 能有效治疗黄龙病，单季防控效率达 80%。
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3 \) {- B# X7 G$ }Science 封面：拯救柑橘树
+ x# w- W, e; ], d1 Q黄龙病：柑橘产业的“无解难题”: \/ g, e6 d' k% `8 X, ?3 Y
黄龙病由一种名为韧皮杆菌亚洲种（CLas）的细菌感染引发，通过柑橘木虱传播，受感染柑橘叶片黄化、果实畸形，最终整株死亡。由于 CLas 无法在体外培养，传统农药和抗病育种均告失败，全球柑橘产业长期笼罩在阴影下。1 C7 l& G) _, b/ R
破局关键：两个蛋白的“攻防战”, d( P% _" b! @6 X
在这项最新研究中，研究团队发现，植物细胞内存在一对“攻防分子”：
+ h7 c7 X5 t; [9 t# d( h•        PUB21（破坏者）：一种E3泛素连接酶，会标记抗病蛋白 MYC2 并送进“细胞回收站”降解。' ^( U8 v/ X6 o/ B3 f
•        MYC2（防御指挥官）：调控茉莉酸（植物免疫激素）信号通路的核心转录因子，可激活抗病基因。* P% H: N4 M6 t. m  U. _
在易感黄龙病的柑橘品种中，PUB21 过度活跃，从而持续降解 MYC2，导致免疫系统“瘫痪”，CLas 趁机肆虐。1 j$ I- c8 k" q# t( s
进化启示：远亲植物的“抗病密码”
+ f  b9 R' a1 G9 W研究团队在能够抗黄龙病的柑橘远缘物种中发现了 PUB21 的显性负效应突变体——PUB21DN，其丧失了降解 MYC2 的能力，从而具有抗黄龙病能力。此外，抗病物种的 PUB21 启动子缺少一段 helitron 转座子片段插入，减少了 MYC2 的结合位点，打破了“PUB21 越活跃→MYC2 越少→免疫越弱”的恶性循环。
6 ^2 H! N6 Y' `6 k研究团队进一步证实，将 PUB21DN 转入易感黄龙病的柑橘后，其 MYC2 水平飙升，CLas 载量下降 90%，植株完全恢复健康。
  F6 j+ j  Z  w4 r. C" x% F/ bAI 助力：发现双功能抗菌肽! ^: B. ~+ O" L6 c0 O
为开发更普适的治疗方案，研究团队利用人工智能（AI）辅助筛选人类肠道抗菌肽库，锁定了一种仅含 14 个氨基酸的抗蛋白水解肽——APP3-14，能够双管齐下，对抗黄龙病——
1 i! X6 g) h' s3 w- ^靶向抑制：结合 PUB21 并阻断其功能，将 MYC2 稳定性提高 3 倍，重启茉莉酸免疫通路；
3 B- \' b/ S2 ]; O9 g3 d  Q! h直接杀菌：破坏 CLas 的细胞膜，导致其细胞内容物泄漏，效果媲美抗生素。
& I& I) Z- Z, K接下来，研究团队验证了 APP3-14 的抗病效果，在温室实验中，APP3-14 治疗六个月后，患病柑橘树的新生叶片 100% 无症状，CLas 被彻底清除。在田间试验中，APP3-14 能有效治疗黄龙病，单季防控效率达 80%，柑橘新梢健康生长。+ t4 z% \3 e8 B4 D9 I

6 p0 x/ P. O* q- A3 O2 q1 _6 H! l从破解植物免疫密码，到 AI 赋能药物设计，这项中国原创研究展现了大科学问题的破题智慧。这项研究不仅为黄龙病防治提供了全新策略（研究团队已申请多项国内和国际专利），该研究提出的“靶向稳定抗病蛋白”的思路还有望推广至其他由难培养病原体引发的植物病害（例如枣疯病、葡萄皮尔斯病）。
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