家蚕质型多角体病毒编码的microRNA鉴定与功能研究

Bombyx mori cytoplasmic polyhedrosis virus (BmCPV) is an important viral pathogen for the economical insect silkworm. The virus is a representative strain for Cypovirus, a genus of viruses, composed of 10 segments of double-stranded RNA in its genome. Virus-encoded miRNAs play important roles in establishing and maintaining infection in the host cells. At present, only fewer RNA virus encoded miRNAs are reported, and the miRNAs encoded by insect viruses are much less. In the present study, bioinformatic prediction, multiple experimental approaches combined with nucleic acid sequencing will be employed to identify the BmCPV encoded functional miRNAs. Then the function of the virus-encoded miRNAs in regulation of virus replication and in establishment of virus infection in the silkworm, and the mechanisms of the miRNA biogenesis will be extensively studied. Based on the results, a novel class of miRNAs derived from a typical insect cytoplasmic RNA virus will be discovered, the miRNA-mediated regulatory mechanism of the RNA virus replication in the host cells could be explained and a noncanonical cytoplasmic processing pathway of viral miRNAs could be speculated. Furthermore, the results will also provide useful information for understanding the molecular mechanisms of BmCPV infection to the silkworm and for developing new measures for diagnosis and control of the disease caused by the virus.

家蚕质型多角体病毒（BmCPV）是家蚕的重要病原体，该病毒是昆虫质型多角体病毒（cypovirus）的代表种，基因组由10节段dsRNA组成。病毒miRNAs在病毒建立和维持对宿主细胞感染中发挥重要作用，目前关于RNA病毒编码miRNA的报道较少，而关于昆虫病毒miRNA的报道更少。本研究采用生物信息学预测和实验验证、并结合测序的方法，鉴定BmCPV在家蚕体内编码的功能性miRNA，研究其编码的miRNA在调控病毒复制和对家蚕感染致病过程中的功能及其编码功能性miRNA的生物学机制。研究结果将为病毒编码的miRNA家族增加一类新的由RNA病毒编码的miRNA分子，揭示一种由miRNA介导的RNA病毒在宿主细胞中复制增殖调控的新机制，并描述一种RNA病毒来源的miRNA非经典生物加工途径。研究结果还将有助于解析病毒对家蚕感染致病的分子机理，并为家蚕质型多角体病的防治与诊断提供新的科学依据。

家蚕质型多角体病毒（BmCPV）是家蚕的重要病原体，也是昆虫质型多角体病毒的代表种，基因组由10节段dsRNA组成。病毒miRNAs在病毒建立和维持对宿主细胞感染中发挥重要作用，而关于RNA病毒编码miRNA的报道较少。本项目鉴定BmCPV编码的功能性miRNA，研究其在调控病毒复制过程中的功能及BmCPV生成miRNA的分子机制。通过对BmCPV感染蚕中肠组织进行小RNA测序，鉴定得到由BmCPV基因组RNA编码的候选miRNA序列347条；从中选取测序丰度较高的22条，采用Stem-loop qRT-PCR方法可以在BmCPV感染蚕中肠检测到15条miRNA的表达，随着感染进程表达量随之上升；预测了它们的靶基因，发现同一条miRNA可能靶向多个靶基因，而同一个靶基因也可能受到多个miRNA的调控；分析了12条miRNA和8个靶基因在BmCPV感染蚕中肠的表达谱；验证了4个miRNA的功能，其中BmCPV-miR-1由BmCPV基因组RNA第一片段编码，其靶基因之一为家蚕细胞凋亡抑制因子，结合位点位于5’-UTR，通过上调该靶基因的表达，促进病毒的复制与增值；BmCPV-miR-3抑制两个靶基因嘌呤核苷磷酸化酶基因和凝血酶敏感素重复蛋白1基因的表达； BmCPV-miR-10可能通过下调靶基因的表达促进BmCPV的增殖；但未检测到BmCPV-miR-5对靶基因的调控作用；初步分析表明，BmCPV-miR-1是由其前体剪切生成，而非病毒基因组RNA的降解产物；在家蚕体内抑制miR-274-3p的表达促进BmCPV的复制，表明miR-274-3p可能对BmCPV的复制具有抑制作用。研究结果为病毒编码的miRNA家族增加了一类新的由RNA病毒编码的miRNA分子，揭示了一种由miRNA介导的RNA病毒在宿主细胞中复制增殖调控的新机制，有助于解析病毒对家蚕感染致病的分子机理。