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研究揭示基因Ⅰ型与基因III型日本脑炎病毒宿主适应差异新机制

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  近日,中国农业科学院上海兽医研究所猪呼吸道传染病创新团队揭示基因Ⅰ型(GⅠ)与基因Ⅲ型(GⅢ)日本脑炎病毒宿主适应差异的新机制,为探究近年来在我国乃至整个亚洲地区,日本脑炎病毒流行出现的由GⅢ型向GⅠ型转变的原因提供了新思路。相关研究成果在线发表于《公共科学图书馆-病原学(PLoS Pathogens)》。

  据马志永研究员介绍,日本脑炎病毒(Japanese Encephalitis Virus, JEV)属于黄病毒科黄病毒属,能够引起人的中枢神经系统损伤和猪的繁殖障碍等疾病,在自然界中主要是通过蚊虫叮咬进行传播,蚊子是病毒的传播宿主,水禽和猪是病毒主要的扩增宿主。从20世纪30年代到20世纪末,GⅢ型毒株一直占据着亚洲地区日本脑炎病毒流行的主要地位,但最近二十年GⅠ型日本脑炎病毒逐渐替代GⅢ型,成为我国乃至整个亚洲地区的主要流行毒株,而对于基因型转换的分子机制目前尚不清楚。

  团队研究发现,GⅠ型日本脑炎病毒相对于GⅢ型在水禽宿主中具有适应性优势,能够引起雏鸭产生滴度更高、持续时间更长的病毒血症,而宿主适应性差异被认为可能是引起日本脑炎病毒基因型转换的一个重要的原因。研究中发现GⅠ型病毒相对于GⅢ型能够在水禽宿主中特异地诱导更低水平的IFN-α与β的表达,从而表现出对水禽宿主适应性的优势。为进一步解析分子机制,该团队建立了GⅠ型与GⅢ型日本脑炎病毒的反向遗传学操作系统,构建了一系列的嵌合病毒与定点突变病毒,最终找到NS5-V372A-H386Y两个氨基酸位点共同决定着GⅠ型与GⅢ型病毒对水禽宿主适应性的差异。同时研究发现,NS5-V372A与H386Y两个氨基酸位点的氢键排布可能通过决定着NS5蛋白的NLS(核定位信号)的柔性而影响着宿主适应性的差异,通过对V372A与H386Y位点进行同性氨基酸的替换进行了验证。该研究从病毒本身解释了GⅠ型与GⅢ型日本脑炎病毒对水禽宿主适应性差异的机制,为进一步揭示日本脑炎病毒基因型转换的分子机制奠定了理论基础。

  

  该研究得到国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目等资助。(通讯员 王雷)

  原文链接:https://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1008773

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