基于BmCPV高分辨侵染态结构和分子互作的入侵机理研究

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基本信息

  • 批准号：
    31172263
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    孙京臣
  • 依托单位：
    华南农业大学
  • 学科分类：
    C1709.养蚕学
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

家蚕质型多角体病毒（BmCPV）是呼肠孤病毒科的代表种，研究并阐述其入侵机理具有重要的基础科学意义和疫病防治方面的应用价值。课题组1996年来一直坚持从结构和分子两个层面对BmCPV进行研究，并在国家基金"基于冷冻电子断层扫描的 BmCPV 入侵机制研究"的资助下,获得了BmCPV的高分辨原子模型和入侵过程的三维模型,还解析了多角体病毒的形成机制。本课题拟在前期的研究成果基础上，结合冷冻电镜单颗粒三维重构技术和双分子荧光互补技术对BmCPV的侵染机理作更深入研究：包括BmCPV与宿主细胞蛋白的相互作用、BmCPV-受体复合物、VP4蛋白和活性转录态病毒粒子的三维重构等。研究内容立体覆盖了病毒入侵期间的关键环节，其结果将进一步完善我们对呼肠孤病毒的入侵机理研究，并为今后开展基于CPV高分辨结构的入侵分子机理,开展病毒和细胞的互作研究和基于电镜高分辨结构的病毒药物设计研究奠定方法学基础。

结项摘要

家蚕质多角体病毒(Bombyx mori Cytoplasmic Polyhedrosis Virus,BmCPV)属呼肠孤病毒科(Reoviridae),质多角体病毒属(Cypovirus),BmCPV-1是该属代表种。CPV病毒分布极广，其中轮状病毒、鸡传染性法氏囊病毒、非洲马瘟病毒和羊蓝舌病毒等能使人畜致病。. 应用overlap PCR等方法克隆yfpn-vp4融合基因，构建了pIZTV5-His-yfpn-vp4重组质粒，并转染BmN细胞。应用RNAi等方法，研究了CPV病毒dsRNA与细胞RNAi系统的相互作用关系。应用直接计数冷冻电镜和非对称三维重构技术，确定了休眠期CPV(q-CPV)的dsRNA排列方式、原子分辨率下q-CPV和转录态CPV(t-CPV)的TEC结构；并通过NTPase实验和CPV六个近原子分辨率下(2.9-3.1Å)结构变化比对，解析了病毒mRNA转录、加帽和运输过程的整体协作机制。.首次发现BmCPV病毒SAM依赖的ATPase介导的dsRNA病毒转录和加帽信号通路，并将GTase亚单位重新命名为ATPase-GTase亚单位。当SAM和NTPs存在时，病毒TP蛋白MT-2和MT-1亚单位各结合1个SAM分子，病毒衣壳也向外扩张，结构发生改变，TP蛋白ATPase-GTase亚单位的ATPase活性位点结合并水解1个ATP分子，GTase活性位点结合1个GTP分子，从而激活病毒RNA转录和加帽。研究病毒dsRNA基因组片段与RNA聚合酶复合物(TEC)的原位结构，发现休眠期CPV(q-CPV)的10条dsRNA与10个TEC特异性结合，并以非对称方式结合在CPV衣壳12个顶点中的10个特定顶点上；转录态t-CPV的TEC(RdRP与VP4蛋白)构象发生改变，形成模板RNA的进入通道，2个病毒衣壳蛋白(CSP)与RdRP、VP4相互作用，激活了CPV病毒转录，即CPV病毒外部衣壳蛋白感知环境信号后，通过TEC传递给病毒内部dsRNA，并激活了转录，将cryoEM对病毒的研究从外部“衣壳”深入到了内部“核酸”。. 应用cryo-EM揭示了CPV病毒入侵和复制的结构基础，为研究dsRNA病毒的增殖复制等提供了方法和技术上的借鉴，为基于病毒高分辨结构的功能性靶位筛选和计算机辅助药物设计(CADD)等提供精确的结构信息。

项目成果

期刊论文数量（6）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
A putative ATPase mediates RNA transcription and capping in a dsRNA virus
假定的 ATP 酶介导 dsRNA 病毒中的 RNA 转录和加帽
  • DOI：
    10.7554/elife.07901
  • 发表时间：
    2015-08-04
  • 期刊：
    eLife
  • 影响因子：
    7.7
  • 作者：
    Yu X;Jiang J;Sun J;Zhou ZH
  • 通讯作者：
    Zhou ZH
Non-uniqueness of factors constraint on the codon usage in Bombyx mori
家蚕密码子使用限制因素的非唯一性
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    BMC Genomics
  • 影响因子：
    4.4
  • 作者：
    Wei; Lei;Zhao; Taiyi;He; Jian;Sun; Jingchen
  • 通讯作者：
    Jingchen
Transfection of BmCPV genomic dsRNA in silkmoth-derived Bm5 cells: Stability and interactions with the core RNAi machinery
蚕丝 Bm5 细胞中 BmCPV 基因组 dsRNA 的转染：稳定性以及与核心 RNAi 机制的相互作用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Journal of Insect Physiology
  • 影响因子：
    2.2
  • 作者：
    Verret; Frederic;Kalantidis; Kriton;Smagghe; Guy;Sun; Jingchen
  • 通讯作者：
    Jingchen
Transfection of BmCPV genomic dsRNA in silkmoth-derived Bm5 cells: Stability and interactions with the core RNAi machinery
蚕丝 Bm5 细胞中 BmCPV 基因组 dsRNA 的转染：稳定性以及与核心 RNAi 机制的相互作用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Journal of Insect Physiology
  • 影响因子：
    2.2
  • 作者：
    Verret; Frederic;Kalantidis; Kriton;Smagghe; Guy;Sun; Jingchen
  • 通讯作者：
    Jingchen
In situ structures of the segmented genome and RNA polymerase complex inside a dsRNA virus
dsRNA 病毒内分段基因组和 RNA 聚合酶复合物的原位结构
  • DOI：
    10.1038/nature15767
  • 发表时间：
    2015-11-26
  • 期刊：
    Nature
  • 影响因子：
    64.8
  • 作者：
    Zhang, Xing;Ding, Ke;Yu, Xuekui;Chang, Winston;Sun, Jingchen;Zhou, Z. Hong
  • 通讯作者：
    Zhou, Z. Hong

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    陈嘉
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    谭佩婵
丹酚酸B对骨髓间充质干细胞SCF表达的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
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  • 期刊：
    解放军医学杂志
  • 影响因子：
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  • 作者：
    黄冰;孙京臣;陈嘉;张永斌;张进;邹移海
  • 通讯作者：
    邹移海

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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