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伪狂犬病毒UL13蛋白激酶调控宿主细胞DNA损伤应答通路的分子机制

批准号:
32102635
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
薄宗义
依托单位:
学科分类:
兽医病毒学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
薄宗义

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
DNA损伤应答(DDR)是细胞感知并修复受损DNA以维持基因组稳态的级联应激反应,在病毒增殖和致病力方面发挥重要作用。伪狂犬病毒(PRV)是危害养猪业的重要病原之一。申请者前期研究发现,PRV感染激活DDR。同时,过表达UL13也可激活DDR的标记分子γH2AX,且依赖于UL13的激酶活性。为探究UL13对DDR的调控机理,阐明该过程在PRV增殖和致病力中的作用。本项目拟开展以下研究:利用Western-blot和流式细胞术,探究UL13对DDR的调控机理;利用抑制剂和RNA沉默技术,探究UL13介导的DDR对PRV增殖的作用;利用CRISPR/Cas9和同源重组技术,构建UL13激酶活性缺陷的点突变毒株,从病毒感染水平评价UL13对DDR、PRV增殖和致病力的影响。本项目试图从DDR的角度揭示UL13在PRV增殖和致病力中的作用,为PRV基因缺失疫苗和抗PRV药物的研制提供参考靶点。
英文摘要
DNA damage response (DDR), a cascade stress signaling pathway to sustain the cellular genome integrity through detecting and repairing the damaged DNA, plays an important role in viral replication and pathogenesis. Pseudorabies virus (PRV) is one of the most important pathogens that threat the swine industry. Our previous study showed that PRV infection could activate DNA damage response. Moreover, we also found that overexpression of UL13 protein could activate the DNA damage response marker γH2AX in its kinase activity-dependent manner. To explore the mechanisms of how UL13 regulates DNA damage response, and the role of this regulation in PRV replication and pathogenesis, the following experiments will be performed. Firstly, explore the regulation mechanisms of UL13 to DDR signaling pathway by using Western-blot and Flow cytometry. Secondly, explore the role of DNA damage response mediated by UL13 to the replication of PRV by using DNA damage inhibitors and siRNA technology. Finally, explore the influence of UL13 to DDR, PRV replication and pathogenesis under infection with PRV UL13-kinase dead point mutation strain which is constructed by using CRISPR/Cas9 and homologous recombination technology. Through this study, the role of UL13 in PRV replication and pathogenesis from the aspect of DNA damage response will be figured out. This study will provide potential target for the design of PRV gene-deleted vaccine and anti-PRV compound.
伪狂犬病毒(Pseudorabies virus, PRV)属于α疱疹病毒,具有广泛的感染宿主,绝大多数的哺乳动物均易感,且PRV存在感染人的风险。DNA损伤应答是细胞为维持自身基因组稳定而激活的级联应激反应,参与调节先天性免疫应答反应、未折叠蛋白反应、细胞凋亡、细胞代谢、和细胞自噬等过程。目前,关于PRV激活DNA损伤应答的具体通路、PRV编码蛋白是否参与调节DNA损伤应答、 PRV是否诱导细胞周期阻滞、DNA损伤应答对PRV增殖及致病力的影响等问题均尚未被揭示。本研究发现PRV感染细胞DNA损伤标记蛋白γH2AX的蛋白水平明显升高,进一步分析发现,PRV感染可以激活宿主细胞内ATM通路介导的DNA损伤应答反应,且使用ATM抑制剂KU55933可显著抑制PRV增殖。同时,本研究发现PRV激活ATM依赖于去乙酰化酶HDAC6,当使用HDAC6抑制剂或者敲除HDAC6时,PRV激活DNA损伤的能力明显减弱。本研究发现UL13激酶蛋白可以明显上调γH2AX的蛋白水平,并能够与H2AX互作。随后,利用定点突变技术构建了UL13激酶活性缺陷体,通过体内及体外磷酸化实验发现UL13激酶活性缺陷体不能引起γH2AX水平升高。最后,利用CRISPR/Cas9结合同源重组技术,本研究构建了UL13激酶活性位点失活的PRV,结果发现UL13激酶活性缺陷毒株较亲本株激活γH2AX的能力明显下降,同时,发现UL13激酶活性失活后PRV毒力出现明显减弱。最后,本研究还筛选到4种具有抑制PRV增殖的化合物,分别为蟾蜍灵、柴胡皂苷D、银杏酸和没食子儿茶素没食子酸酯。本研究还筛选到本研究为PRV增殖和致病机制提供重要的理论补充,为PRV弱毒疫苗和抗PRV药物的研制提供了重要参考靶标。
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