家蚕核型多角体病毒对家蚕细胞周期的调控机制研究

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基本信息

  • 批准号：
    31872427
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    潘敏慧
  • 依托单位：
    西南大学
  • 学科分类：
    C1709.养蚕学
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The study of the interaction between the virus and the host has important biological significance for the identification of the virus molecular biology and the analysis of the host resistance mechanism. In this project, Bombyx mori nucleopolyhedrovirus (BmNPV) arresting the cell cycle is used as research object to analysis how baculovirus regulates the cell cycle process of the host and the mechanism of the interaction between baculovirus and host. First of all, this project will analysis the effect of the host cell cycle on BmNPV viral production by flow cytometry and other methods and determine the impact of synchronized cells on the replication of DNA virus; then screen the key viral factors and cyclin related proteins that BmNPV regulates the host cell cycle based on the BmNPV blocking the cell cycle Spatiotemporal characteristics and baculovirus transcription expression characteristics, and analyze their roles. Finally, various methods, including gene knockout and knockin, yeast two hybrids, and omics and so on will be used to research the mechanism how baculovirus uses cell cycle arrest to promote viral production. These results can provide theoretical support for analyzing the mechanism of baculovirus regulating host cell cycle and the prevention and control of the BmNPV.
病毒和宿主相互作用的研究对病毒增殖复制机制和宿主抗性机制的解析具有重要的生物学意义。本项目以家蚕核型多角体病毒（BmNPV）调控家蚕细胞周期进程为研究对象，探究杆状病毒和宿主相互作用机制，可为病毒侵染机制解析和家蚕核型多角体病防控提供理论支撑。项目拟通过流式细胞术等方法分析BmNPV作用于家蚕细胞后细胞周期的变化特征，确定同步化细胞对病毒DNA复制的影响；进而根据BmNPV阻滞细胞周期时空特征和对应时期杆状病毒转录表达特征筛选BmNPV调控宿主细胞周期的关键病毒因子和周期相关蛋白，并分析其作用；最后，通过基因定点敲除敲入、酵母双杂交和组学等方法研究杆状病毒利用细胞周期阻滞促进自身增殖复制机理。通过本项目的研究，可为解析杆状病毒调控宿主细胞周期的机制和家蚕核型多角体病的防控提供支撑。

结项摘要

病毒与宿主相互作用研究对于解析病毒感染机制和宿主免疫防御机制具有重要的生物学意义。本项目以家蚕核型多角体病毒（BmNPV）调控家蚕细胞周期进程为研究对象，发现BmNPV能够将家蚕细胞周期阻滞于G2/M期，阻断细胞从G2期向M期转换。本研究进一步发现，在BmNPV感染后， G2期向M期转换的关键蛋白BmCyclinB和BmCDK1的表达在转录水平和蛋白水平均显著下降，且BmNPV感染使BmCyclinB亚细胞定位发生变化。因此，我们进一步通过Co-IP/LC-MS钓取BmCyclinB和BmCDK1的病毒互作蛋白，质谱分析、荧光共定位分析和Co-IP结果显示BmNPV IAP1能够与BmCyclinB和BmCDK1存在相互作用。BmNPV iap1的过表达及干涉结果表明BmNPV IAP1通过下调BmCyclinB和BmCDK1蛋白水平使细胞周期阻滞于G2/M期。同时，在本研究中发现BmNPV LEF-11能够下调BmCyclinB和BmCDK1的表达，从而调控宿主细胞周期阻滞在G2/M期，但LEF-11与BmCyclinB和BmCDK1不存在直接相互作用，其通过劫持宿主蛋白BmIMPI与BmCyclinB和BmCDK1互作，进而调控细胞周期。BmNPV LEF-2作为DNA引发酶辅助因子，对BmNPV DNA复制至关重要。我们发现LEF-2通过DNA损伤应答下调BmCyclinB和BmCDK1表达，将细胞周期阻滞在G2/M期，从而调控细胞周期。综上，本研究发现BmNPV利用多个病毒蛋白（IAP1、LEF-11和LEF-2）均能将细胞周期阻滞于G2/M期，协同作用从而利于病毒自身增殖复制。

项目成果

期刊论文数量（11）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
BmAtg13 promotes the replication and proliferation of Bombyx mori nucleopolyhedrovirus
BmAtg13促进家蚕核多角体病毒的复制和增殖
  • DOI：
    10.1016/j.pestbp.2019.03.016
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Pesticide Biochemistry and Physiology
  • 影响因子：
    4.7
  • 作者：
    Qin Xiao;La Wang;Xiao-Lin Zhou;Yan Zhu;Zhan-Qi Dong;Peng Chen;Cheng Lu;Min-Hui Pan
  • 通讯作者：
    Min-Hui Pan
E2F4 regulates the cell cycle and DNA replication in the silkworm, Bombyx mori
E2F4 调节家蚕 (Bombyx mori) 的细胞周期和 DNA 复制
  • DOI：
    10.1111/1744-7917.12991
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    Insect Science
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Peng Chen;Ling Wang;Yan‐Bi Long;Guang‐Yan Liang;Xiu Yang;Zhan‐Qi Dong;Xia Jiang;Yan Zhu;Min‐Hui Pan;Cheng Lu
  • 通讯作者：
    Cheng Lu
Bombyx mori Nucleopolyhedrovirus (BmNPV) Induces G2/M Arrest to Promote Viral Multiplication by Depleting BmCDK1.
家蚕核多角体病毒 (BmNPV) 通过消耗 BmCDK1 诱导 G2/M 阻滞以促进病毒增殖
  • DOI：
    10.3390/insects12121098
  • 发表时间：
    2021-12-08
  • 期刊：
    Insects
  • 影响因子：
    3
  • 作者：
    Xiao Q;Dong ZQ;Zhu Y;Zhang Q;Yang X;Xiao M;Chen P;Lu C;Pan MH
  • 通讯作者：
    Pan MH
Bombyx mori cell division cycle protein 37 promotes the proliferation of BmNPV
家蚕细胞分裂周期蛋白37促进BmNPV增殖
  • DOI：
    10.1016/j.pestbp.2021.104923
  • 发表时间：
    2021-08-23
  • 期刊：
    PESTICIDE BIOCHEMISTRY AND PHYSIOLOGY
  • 影响因子：
    4.7
  • 作者：
    Zhang，Qian;Wu，Yun-Fei;Pan，Min-Hui
  • 通讯作者：
    Pan，Min-Hui
Comparative genome-wide DNA methylation analysis reveals epigenomic differences in response to heat-humidity stress in Bombyx mori
比较全基因组 DNA 甲基化分析揭示了家蚕对热湿应激反应的表观基因组差异
  • DOI：
    10.1016/j.ijbiomac.2020.08.251
  • 发表时间：
    2020-12-01
  • 期刊：
    INTERNATIONAL JOURNAL OF BIOLOGICAL MACROMOLECULES
  • 影响因子：
    8.2
  • 作者：
    Chen, Peng;Xiao, Wen-Fu;Lu, Cheng
  • 通讯作者：
    Lu, Cheng

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其他文献

昆虫Notch信号通路研究进展
  • DOI：
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  • 期刊：
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    --
  • 作者：
    杨曦;陈鹏;蒋霞;潘敏慧;鲁成
  • 通讯作者：
    鲁成
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  • DOI：
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  • 发表时间：
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  • 影响因子：
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  • 通讯作者：
    鲁成*
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
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    潘敏慧
  • 通讯作者：
    潘敏慧
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  • 作者：
    潘敏慧
  • 通讯作者：
    潘敏慧
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  • DOI：
    10.13345/j.cjb.210126
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    生物工程学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    董战旗;秦琪;张新铃;李柯洁;陈鹏;潘敏慧
  • 通讯作者：
    潘敏慧

其他文献

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潘敏慧的其他基金

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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

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          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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