BmNPV病毒冷冻电镜高分辨结构解析及其受体识别研究
批准号:
31872426
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
孙京臣
依托单位:
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
项目参与者:
冯敏、邓小娟、王雄、卢秋远、郑浩、张以农、周耀红、谭佩婵
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中文摘要
杆状病毒研究的焦点是对蚕桑产业的危害和自然界昆虫种群密度的控制,BmNPV入侵复制的分子机制等研究进展迅速,但有待系统阐释。本项目拟将生物冷冻电镜技术(cryoEM)引入到BmNPV的结构生物学研究,开展基于高分辨病毒结构的入侵机制解析。应用300kV的cryoEM收集BmNPV的BV、ODV病毒粒子或核衣壳等图像数据,进行“杆状、螺旋”BmNPV病毒的高分辨三维重构,从而解析病毒识别入侵相关蛋白/活性位点的近原子分辨结构,为BmNPV病毒受体筛选提供“蛋白结构”基础。同时以GP64病毒蛋白为例,通过pull-down等技术鉴定GP64病毒蛋白的结合受体,建立基于BmNPV高分辨结构的“病毒-细胞”互作研究新策略,为“病毒结构-受体蛋白”双向阐释BmNPV入侵机制奠定基础,有助于家蚕病毒病防控和抗病育种的研究,也可为痘病毒、对虾白斑病毒等相关病毒的启动感染、双相复制机制研究提供借鉴。
英文摘要
Although much of the early interest in baculoviruses was due to the threat they posed to the silk industry, baculoviruses play a major role in the control of natural insect populations. The molecular mechanism of BmNPV invasion and replication is progressing rapidly, but it needs to be explained systematically. The present project intends to introduce cryoEM into the structural biology of BmNPV and the study on the invasion mechanism based on virus high resolution structure. Firstly, the electronic data of BV, ODV or nucleocapsid of BmNPV will be taken by 300 kV cryoEM. Then, high resolution 3D reconstruction of BmNPV will be established using IHRSR and RELION. Finally, nearly atomic resolution structure of the active sites and viral protein related to the BmNPV invasion will be analyzed for providing a "structure" basis to screening the virus receptor. Meanwhile, the binding receptor protein of GP64 was identified by molecular biological experiment. A new method of "virus-cell" interaction based on BmNPV nearly atomic resolution structure was established to lay a foundation for the bidirectional interpretation of "virus structure-receptor protein". The results will accelerate the process of disease resistance breeding and prevention of virus disease of silkworm. It can also be used as a reference for the study of the initiation infection and double phase replication mechanism of nudivirus, panaeus monodon, and etc.
杆状病毒是一类对蚕桑产业造成重大危害的病毒,尽管其入侵及增殖复制的分子机制等研究进展迅速,但其生命周期及其调控机制仍有待进一步阐释。本研究应用了生物信息学、生化与分子生物学、蛋白表达和分析等技术方法,通过对BmNPV病毒和重组病毒的亚显微形态结构观察和分析,结合pull-down研究技术等,筛选BmNPV病毒GP64蛋白的细胞受体,并通过过表达、RNAi等实验验证,为最终阐述BmNPV入侵机制奠定基础。项目已通过蔗糖密度梯度离心,成功获取纯度高、结构完整、可用于冷冻电镜三维重构的BmNPV杆状病毒样品,应用FEI 300kV Titan Krios透射电子显微镜收集了BmNPV杆状病毒单颗粒数据;结合pull-down及蛋白质质谱技术筛选GP64蛋白的候选受体,包括TRAP1、BmFABP1、pic、sec61和BmREEPa等5个候选基因,并筛选获得一批与BmNPV增殖复制相关基因;经过分子生物学实验验证表明,家蚕TRAP1蛋白可显著促进BmNPV的增殖并增加子代病毒的毒力,家蚕BmCH25H蛋白依赖其羟化酶活性将宿主细胞中的胆固醇转化为25HC,从而发挥抑制BmNPV复制的功能。项目创新性地结合结构生物学、生物信息学和分子生物学,建立了BmNPV亚显微结构和生化分子生物学结合的“病毒-细胞”互作研究新策略,为阐释BmNPV入侵机制奠定基础,有助于后续开展家蚕病毒病防控和抗病育种等研究,也为探究BmNPV病毒生命周期及其调控机制、快速鉴定抗病关键基因及有效推动抗病家蚕选育平台的建立奠定了基础。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Potential Proteins Interactions with Bombyx mori Nucleopolyhedrovirus Revealed by Co-Immunoprecipitation.
免疫共沉淀揭示了与家蚕核多角体病毒的潜在蛋白质相互作用
DOI:10.3390/insects13070575
发表时间:2022-06-24
期刊:Insects
影响因子:3
作者:
通讯作者:
Efficient application of a baculovirus-silkworm larvae expression system for obtaining porcine circovirus type 2 virus-like particles for a vaccine
杆状病毒-蚕幼虫表达系统在获得疫苗用猪圆环病毒2型病毒样颗粒中的高效应用。
DOI:10.1007/s00705-020-04754-9
发表时间:2020-08-05
期刊:ARCHIVES OF VIROLOGY
影响因子:2.7
作者:He, Qianhua;Cao, Zhenming;Sun, Jingchen
通讯作者:Sun, Jingchen
The piRNA pathway is required for nucleopolyhedrovirus replication in Lepidoptera
鳞翅目核多角体病毒复制需要 piRNA 途径
DOI:10.1111/1744-7917.13160
发表时间:2022-12
期刊:Insect Science
影响因子:4
作者:Junming Xia;Shigang Fei;Hongyun Wu;Yifan Yang;Wensheng Yu;Mengmeng Zhang;Yiyao Guo;Luc Swevers;Jingchen Sun;Min Feng
通讯作者:Min Feng
Hemocyte Clusters Defined by scRNA-Seq in Bombyx mori: In Silico Analysis of Predicted Marker Genes and Implications for Potential Functional Roles.
家蚕中 scRNA-Seq 定义的血细胞簇:预测标记基因的计算机分析及其对潜在功能作用的影响
DOI:10.3389/fimmu.2022.852702
发表时间:2022
期刊:Frontiers in immunology
影响因子:7.3
作者:Feng M;Swevers L;Sun J
通讯作者:Sun J
Global Metabolic Profiling of Baculovirus Infection in Silkworm Hemolymph Shows the Importance of Amino-Acid Metabolism.
蚕血淋巴中杆状病毒感染的整体代谢谱显示了氨基酸代谢的重要性。
DOI:10.3390/v13050841
发表时间:2021-05-06
期刊:Viruses
影响因子:--
作者:Feng M;Fei S;Xia J;Zhang M;Wu H;Swevers L;Sun J
通讯作者:Sun J
NPV出芽型病毒近原子分辨率原位结构解析及其入侵机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:15.0万元
- 批准年份:2024
- 负责人:孙京臣
- 依托单位:
BmCPV的spike-A突刺蛋白去泛素化酶功能及其促进病毒增殖机制的研究
- 批准号:32372951
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:50万元
- 批准年份:2023
- 负责人:孙京臣
- 依托单位:
基于冷冻电镜近原子分辨率三维结构的BmCPV复制机制研究
- 批准号:31672489
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:66.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:孙京臣
- 依托单位:
家蚕杆状病毒多重展示系统的构建及其应用于多价疫苗的模型研究
- 批准号:31372373
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:83.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:孙京臣
- 依托单位:
基于BmCPV高分辨侵染态结构和分子互作的入侵机理研究
- 批准号:31172263
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:孙京臣
- 依托单位:
基于冷冻电子断层扫描的BmCPV入侵机制研究
- 批准号:30871828
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:30.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:孙京臣
- 依托单位:
国内基金
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