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饒子和院士團隊首次揭示非洲豬瘟病毒衣殼結構細節

2019-10-21 13:40:16 人評論

最近中科院生物物理所饒子和,王祥喜及中國農科院步志高共同通訊在Science 在線發表題為“Architecture of African swine fever virus and implications for viral assembly”地研究論文,該研究使用優化的圖像重建策略,解析了高達4.1埃的ASFV衣殼結構,包括一個主要(p…

       最近中科院生物物理所饒子和,王祥喜及中國農科院步志高共同通訊在Science 在線發表題為“Architecture of African swine fever virus and implications for viral assembly”地研究論文,該研究使用優化的圖像重建策略,解析了高達4.1埃的ASFV衣殼結構,包括一個主要(p72)和四個次要的衣殼蛋白質(M1249L,p17,p49和H240R),并被組織為pentasymmetrons。這些結構細節揭示了衣殼穩定性和組裝的基礎,為ASF疫苗開發開辟了新途徑。

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       非洲豬瘟(ASF)于1921年在肯尼亞首次描述,是豬的一種高度傳染性病毒病,通過有毒分離株測得的死亡率接近100%。在過去的十年中,ASF已遍及高加索,俄羅斯聯邦和東歐的許多國家,這構成了進一步擴展的嚴重風險。在2019年1月至2019年9月期間,世界動物衛生組織報告已有26個國家/地區通知豬瘟/新發疫情:13個歐洲國家,10個亞洲國家,3個非洲國家。在沒有疫苗或治療方法的情況下,撲殺豬是控制疫情爆發的最有效方法,2018-2019年間有超過3000萬頭豬被撲殺。據估計,ASF大流行給全球養豬業造成了20億美元的經濟損失。非洲豬瘟病毒(ASFV)在環境中穩定,并在豬之間快速有效地傳播。

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ASFV病毒體的結構


       ASFV是Asfarviridae的唯一成員,也是唯一已知的DNA蟲媒病毒。盡管與其他核質大DNA病毒(NCLDV)具有相同的結構,基因組和復制特性,但ASFV的不同之處在于具有多層結構和整體二十面體形態。細胞內ASFV具有包含基因組的核苷(第一層),被厚的蛋白層(稱為核殼(第二層))包圍,該蛋白層被內部脂質包膜(第三層)和二十面體蛋白衣殼(第四層)。當細胞外ASFV穿過質膜出芽時,它獲得了外部包膜(第五層)。關于感染性病毒體的組成和結構以及負責誘導豬中保護性免疫應答的病毒蛋白的鑒定方面的知識上的巨大空白阻礙了疫苗的開發。

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p72的結構與組織

       ASFV靶向巨噬細胞,主要存在于血液和骨髓中的單核細胞。在這里,研究人員從30-40天大的無特定病原體(SPF)豬中分離出繁殖的ASFV。通過冷凍電子顯微鏡(EM)檢查純化的病毒體。該研究解析了高達4.1埃的ASFV衣殼結構,包括一個主要(p72)和四個次要的衣殼蛋白質(M1249L,p17,p49和H240R),并被組織為pentasymmetrons。

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來自少量衣殼蛋白的廣泛分子間網絡支撐衣殼穩定性

       p72的原子結構提供了假定的構象表位,將ASFV與其他核質大DNA病毒(NCLDV)區別開來。較小的衣殼蛋白在衣殼外殼下方形成復雜的網絡,通過將相鄰的衣殼蛋白保持在一起來穩定衣殼。作為核心的組織者,長100 nm的M1249L蛋白沿著 trisymmetrons分子的每個邊緣延伸,并與其他衣殼蛋白形成廣泛的分子間網絡,從而推動了衣殼骨架的形成。這些結構細節揭示了衣殼穩定性和組裝的基礎,為ASF疫苗開發開辟了新途徑。


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