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中科院上海巴斯德所钟劲组成功建立新型埃博拉病毒迷你基因组复制子
at :2017/9/11 8:50:46    

中科院上海巴斯德所钟劲成功构建了一种新型埃博拉病毒迷你基因组复制子细胞模型,进一步研究发现迷你基因组vRNA形成的核糖核蛋白复合体(vRNP)具有极强的稳定性,为探索埃博拉病毒长期存在于治愈病人的组织的机制研究提供了重要的思路和工具。该成果9月6日在线发表在国际病毒学期刊Journal of Virology上,原文标题为“Novel Stable Ebola Virus Minigenome Replicon Reveals Remarkable Stability of the Viral Genome”。


研究背景

埃博拉病毒(Ebola virus,EBOV)能引起人类和其他灵长类严重的出血热且病死率极高,对人类公共卫生安全造成潜在的威胁。但是截至目前,还没有针对性的药物或疫苗得到批准。然而,由于能研究埃博拉病毒的生物安全四级实验室非常稀少,使得该病毒的研究进程受到阻碍。埃博拉病毒迷你基因组(minigenome)系统的建立让很多科研人员有机会在生物安全二级实验室中对其进行研究。可是,这个系统也存在一些问题:一是其需要将六个质粒同时转入一个细胞,因此需要非常高的转染效率和精确的质粒配比且操作繁琐;二是这个系统只能实现埃博拉病毒迷你基因组瞬时的复制和转录,和真实感染情况相差甚远。

 

本研究构建了一种新型埃博拉病毒迷你基因组复制子细胞模型。研究人员将含有荧光蛋白Gaussia Luciferase和筛选标记hygromycin基因的EBOV minigenome (EBOV-GLuc-HygvRNA转入Huh7-4P细胞(表达EBOV复制和转录必须的四种蛋白NP,VP35,VP30和L),再通过筛选得到EBOV minigenome复制子。EBOV minigenome可以在Huh7-4P细胞中保持数个月的稳定复制和转录(图一)
 

图一 具有稳定复制和转录能力的EBOV minigenome复制子的建立

 

研究人员通过比较该复制子系统和之前建立的基于瞬时转染的迷你基因组系统发现,瞬时转染的迷你基因组系统的复制水平很低,其反映的主要是病毒的转录步骤。相反稳定复制子系统中有更强的迷你基因组复制,是一个能更好模拟埃博拉病毒复制的细胞模型,也为在生物安全二级实验室研究EBOV复制和药物筛选提供了一个更有效的替代工具(图二)

图二 EBOV minigenome复制子具有更高的复制水平

 

利用该复制子模型,研究人员还探索了干扰素和RNA干扰对埃博拉病毒迷你基因组复制的效果。发现干扰素治疗或RNA干扰均不能有效抑制迷你基因组的复制。进一步研究发现迷你基因组vRNA在RNA酶处理后的残余量明显多于其他来自病毒或细胞的RNA,提示vRNA形成的核糖核蛋白复合体(vRNP)具有极强的稳定性,为探索埃博拉病毒长期存在于治愈病人的组织的机制研究提供了重要的思路和工具 (图三)
 

图三 EBOV minigenomic vRNP具有极强的稳定性

 

本文第一作者为钟劲研究组博士后陶万银和博士研究生甘天喻钟劲研究员为该文通讯作者。本研究获得了国家重点研发计划,国家科技重大专项“重大新药创制”,中国科学院院长特别基金和中国科学院分子病毒与免疫重点实验室埃博拉病毒疫情防控应急项目的经费支持。

 

通讯作者简介

 

钟劲,博士,中科院上海巴斯德所研究员,上海科技大学特聘教授,中科院百人计划入选者,国家973项目首席科学家。主要研究方向是HCV和其它RNA病毒感染的生物学机制以及病毒-宿主之间的相互作用。。已在Hepatology, Journal of  Hepatology, Journal of Virology 和PNAS等期刊上发表文章近70篇,总被引3000多次。

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