基于活细胞成像的乙型肝炎病毒共价闭合环状DNA储存库维持及其转录调控的分子机制研究
批准号:
32070152
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
张小楠
依托单位:
学科分类:
病毒学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
张小楠
中文摘要
作为一种严重危害人类健康的病原体,学术界对乙型肝炎病毒(HBV)的复制模式已有了较深入的了解。然而,目前对HBV持续感染、复制的最关键分子cccDNA(共价闭合环状DNA)储存库的维持及其转录调控的分子机制,仍然缺乏深入认识。 课题组前期通过基因组改造,构建基CRISPR/Cas9 DNA成像和基于MS2-MBP的RNA活细胞成像的重组cccDNA载体, 在不影响病毒正常生活周期的前提下,成功在活细胞中观察到病毒cccDNA及其转录本。 本研究拟基于此技术,研究病毒微小染色体在宿主细胞内的代谢动态,特别是在有丝分裂中的命运;在单分子水平研究cccDNA的mRNA转录动力学特性,并探讨抗病毒药物(如干扰素α)对这一过程的影响。上述研究获得的活细胞观察数据将有助于阐明HBV储存库的维持与mRNA合成的动力学特性,为寻找新型沉默/清除病毒cccDNA的治疗策略提供理论基础和潜在靶点。
英文摘要
As an infectious agent causing great health care burden, a relatively thorough understanding of the life cycle of hepatitis B virus (HBV) has been garnered. However, the maintenance and transcriptional control of the covalently closed circular DNA (cccDNA), the essential molecule responsible for the persistent infection and replication of HBV, remains unclear. Previously, by genome engineering, we constructed recombinant cccDNA vectors which harbor genetic elements for CRISPR/Cas9 DNA imaging and MS2-MBP RNA imaging without interfering its life cycle and successfully visualized the cccDNA and its transcription in live cells using fluorescent microscopy. Based on this technique, we plan to study the dynamics and turnover of cccDNA, particularly during cell mitosis. In addition, the kinetics of cccDNA transcription at single-molecule level, with or without antiviral treatment such as interferon-α, can also be interrogated. The data generated in this project would help clarify the basic dynamics of cccDNA turn-over and its mRNA synthesis, which would potentially provide novel clues for therapeutic solutions.
慢性乙型肝炎是我国发病率高,严重影响国民健康的一种传染性疾病。慢乙肝的治疗目前虽已有有效的方案,但病毒清除率仍然较低。乙肝病毒在体内的持续存在基础在于病毒共价闭合环状DNA (cccDNA)的维持与自我更新,这也是乙肝难以治愈的根本原因之一。 cccDNA的生物学特性一直是乙肝研究领域的重点、难点。 然而前人对cccDNA的研究主要依赖总体定量的方式,获得的数据是大量分子的平均观测结果。这些传统观察手段既不具有时间与空间分辨率,也无法在单细胞、单分子水平解析cccDNA的分子行为。本研究将近年来活细胞成像领域的CRISPR-Tag技术与重组cccDNA技术相结合,在不影响病毒正常生命周期的前提下,建立一套可在活细胞内,在单分子水平动态观测cccDNA技术体系,通过显微镜成像,直接观察到cccDNA分子在肝细胞有丝分裂后大多数分子无法重新回到细胞核内,从而被降解消耗,而少量幸存 cccDNA被随机分配到子代细胞。利用该体系还意外发现病毒X蛋白的缺失导致cccDNA被成像的效率大大降低,提示该蛋白在保持病毒微小染色体“打开”状态至关重要,为研究cccDNA染色体可及性提供了新的实验平台。
基于荧光原位杂交的乙型肝炎病毒增殖过程中关键分子事件时空动态研究
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批准号:81873962
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项目类别:面上项目
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资助金额:57.0万元
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批准年份:2018
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负责人:张小楠
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依托单位:
慢乙肝患者肝组织内HBV核酸、抗原分布异质性与疾病自然史、预后的关系及其机制研究
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批准号:81671998
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项目类别:面上项目
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资助金额:57.0万元
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批准年份:2016
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负责人:张小楠
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依托单位:
let-7f及家族成员参与调控乙型肝炎病毒复制的研究
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批准号:81201278
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:23.0万元
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批准年份:2012
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负责人:张小楠
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依托单位:
国内基金
海外基金