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Nature:现代小核糖核酸病毒起源揭示

2014-10-23 何嫱 生物通

来自中科院生物物理研究所、牛津大学和中国食品药品检定研究院等处的研究人员,在新研究中获得了甲型肝炎病毒(Hepatitis A virus,HAV)和空病毒颗粒的高分辨率X射线结构,并基于结构分析结果揭示出了现代小核糖核酸病毒(picornaviruses)的起源。这些重要的研究发现发布在10月19日的《自然》(Nature)杂志上。 中科院生物物理研究所的饶子和(Z

来自中科院生物物理研究所、牛津大学和中国食品药品检定研究院等处的研究人员,在新研究中获得了甲型肝炎病毒(Hepatitis A virus,HAV)和空病毒颗粒的高分辨率X射线结构,并基于结构分析结果揭示出了现代小核糖核酸病毒(picornaviruses)的起源。这些重要的研究发现发布在10月19日的《自然》(Nature)杂志上。

中科院生物物理研究所的饶子和(Zihe Rao)院士、中国食品药品检定研究院的王军志(Junzhi Wang)研究员以及牛津大学的David I. Stuart是这篇论文的共同通讯作者。

甲型病毒性肝炎,简称甲型肝炎、甲肝,以肝脏炎症病变为主的传染病,主要通过粪-口途径传播,临床上以疲乏,食欲减退,肝肿大,肝功能异常为主要表现,部分病例出现黄疸,主要表现为急性肝炎,无症状感染者常见。甲肝的病因主要是由肝细胞被甲型肝炎病毒(HAV)感染引起。

HAV是一种RNA病毒,是小核糖核酸病毒科的一员,是直径约27nm的球形颗粒,由60个壳微粒组成对称20面体核衣壳。每一个壳微粒具有4个主要多肽,即VP1、VP2、VP3、VP4、其中VP1与VP3为构成病毒壳蛋白的主要抗原多肽,诱生中和抗体。病毒的核心部位为单股正链RNA 。除决定病毒的遗传病特性外,兼具信使RNA的功能,并有传染性。

HAV在体外抵抗力较强,在-20℃条件下保存数年,其传染性不变,能耐受56℃30分钟的温度及PH3的酸度;加热煮沸(100℃)5分钟或干热160℃20分钟,紫外线照射1小时,氯1mg/L30分钟或甲醛(1:4000)37℃72小时可使之灭活。

一直以来病毒都被分为两种类型,有外脂质包膜和无包膜的病毒。去年,来自北卡罗莱纳大学的研究人员获得了一项颠覆性的研究发现,证实完全不同于其他没有包膜小核糖核酸病毒,HAV根据存在于宿主中还是环境中,呈现出两种病毒类型的特征。当HAV存在于环境中时没有包膜,而当它在肝脏内生长时它会从细胞处获得包膜,并在血液中循环之时,完全匿藏在这些膜中。此外,HAV在遗传和物理上都非常的稳定。然而一直以来研究HAV是研究人员面对的一项挑战。

在这篇文章中研究人员报告称,获得了成熟的HAV病毒和空病毒颗粒的高分辨率X射线结构。他们发现除了空病毒颗粒的内部有少许无序,基本无法区分两种病毒颗粒的结构。完整的病毒包含有效病毒蛋白VP4,而空病毒颗粒则只包含未裂解的前体VP0。光滑的病毒颗粒表面缺乏对应受体结合位点的凹陷。肽扫描数据扩展了以往报道的VP3抗原位点,基于结构的预测结果表明还有更多其他的表位。

研究人员证实HAV不具有任何的口袋因子(pocket factor),能够显著耐受高温和低pH,而空病毒颗粒比完整病毒更加强有力。病毒脱壳是病毒与宿主细胞识别作用后,病毒壳构象发生变化以方便病毒基因组进入宿主细胞的重要过程。结果显示这一病毒有可能通过了一种新型机制脱壳。基于结构的系统进化分析结果显示HAV处于“现代”的小核糖核酸病毒和更为“原始”前体昆虫病毒之间。HAV保留了通过胞吞作用在细胞间传播的能力。

原始出处:

Wang X1, Ren J2, Gao Q3, Hu Z4, Sun Y1, Li X1, Rowlands DJ5, Yin W6, Wang J4, Stuart DI7, Rao Z8, Fry EE2.Hepatitis A virus and the origins of picornaviruses.Nature. 2014 Oct 19. doi: 10.1038/nature13806. [Epub ahead of print]

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