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Science Bulletin|基于傳染性法氏囊病病毒的冷凍電鏡結構解析闡釋病毒組裝和入侵機制

2022-04-02 14:02:00 來源:哈爾濱獸醫研究所

  傳染性法氏囊病病毒(IBDV)是雙RNA病毒科的重要代表。IBDV超強毒株可導致感染雞的中樞免疫器官法氏囊組織和B淋巴細胞嚴重損傷,使雞群發生嚴重的免疫抑制和60%以上的急性死亡。而由超強毒株致弱的弱毒株對雞不致病、不致死。IBDV強、弱毒株的關鍵結構差異尚未被解析,其組裝和入侵的分子機制也有待進一步揭示。 

  近日,中國農業科學院哈爾濱獸醫研究所獸醫生物技術國家重點實驗室禽免疫抑制病創新團隊和中國科學院生物物理研究所生物大分子國家重點實驗室在Science Bulletin上發表了“Cryo-EM structures of infectious bursal disease viruses with different virulences provide insights into their assembly and invasion”的研究論文。該研究利用冷凍電鏡三維重構技術分別解析了IBDV超強毒株 Gx和弱毒株Gt全病毒的3.3 ?和3.2 ?的高分辨率結構,揭示了不同毒力毒株關鍵結構特征及其差異,闡釋了IBDV組裝和入侵相關機制。 

  本研究解析的IBDV  T =13 全病毒結構揭示了與病毒組裝穩定性相關的重要結構原件,發現具有保護性抗原作用的病毒衣殼蛋白VP2的N末端與鄰近的VP2三聚體S結構域的β束SF相互作用,形成β折疊,將相鄰的VP2三聚體“拴”在一起;鄰近的VP2三聚體的P結構域之間存在相互作用,該相互作用由IBDV不同毒株間保守的Q219和Q324介導;VP2的SDE loop因富含保守的疏水性氨基酸而在病毒顆粒偽六次軸處存在疏水相互作用。這些結構有助于提高病毒組裝的穩定性。 

   

  冷凍電鏡三維結構解析發現,與IBDV超強毒株相比,弱毒株VP2 P結構域的H253和T284之間形成氫鍵,并呈現正表面電勢,提示253/284突變以及相應的表面電勢的改變,可能是不同毒株細胞嗜性改變導致病毒復制及致病性差異的重要機制。進而發現,IBDV VP2蛋白結構表面具有一個呈負表面電勢的凹槽,凹槽內含有整合素結合基序IDA,在IBDV的入侵過程中發揮重要作用。本研究對于深入認知IBDV強、弱毒及雙RNA病毒的組裝、侵染和致病機制有重要意義。 

  中國科學院生物物理研究所包珂巖博士和中國農業科學院哈爾濱獸醫研究所祁小樂研究員為論文共同第一作者,中科院生物物理研究所朱平研究員和中國農科院哈爾濱獸醫研究所王笑梅研究員為共同通訊作者。該研究得到國家自然科學基金(U20A2061、31730023、31521002、32072852)、中國科學院戰略重點研究發展計劃(XDB37010100)、獸醫生物技術國家重點實驗室重點項目(SKLVBF201702)、生物大分子國家重點實驗室項目(2020KF12)等的資助。 

主辦單位:中國獸醫藥品監察所(農業農村部獸藥評審中心)
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