自编码DNA聚合酶的ssDNA病毒基因组复制模式

Bombyx mori parvo-like virus (BmPLV) is a unique single-stranded DNA virus which contains two kinds of different single-stranded linear DNA molecules, VD1 (6543 bp) and VD2 (6022 bp), and a. The genome organization of BmPLV is similar to that of parvoviruses, and the genomes were characterized by inverted terminal repeats (ITRs). Unlike other parvoviruses and densovirus, the ITRs of BmPLV-Z, besides being imperfect, were incapable of forming palindrome structures. The unique properties of BmPLV imply a possible different replication mechanism to that of densoviruses or vertebrate parvovirus. We have been studing the genetics and molecular biology of BmPLV, and we achieve some valuable information of BmPLV about DNA synthesis initiating with a protein. To disclose the exact replication mechanism of BmPLV, several major issues as following will be finished in the future: (1) To determine whether a viral terminal protein covalently linked at the the ssDNA 5' terminal of the genome of BmPLV; (2) The componenet of replication initiation complex and the binding core elements in the ssDNA; (3) to determine the replication initiation fashion by the detection of replicative intermediate; (4) The switch from initiation to extension and the displacement ability of polymerase in the process of DNA synthesis will be disclosed by examining the continuous synthesis of viral DNA and the mode of DNA strand extension. According to the above research, we expect that the replication mechanism of the self-encoding DNA polymerase single-stranded DNA will be eludicated, and it also laid the solid foundation for the study of infection mechanism, and the genetic characterics and classification of the virus.

家蚕细小病毒样病毒(BmPLV)是唯一的自编码DNA聚合酶的ssDNA病毒，也是首例动物二分体病毒。它拥有与细小病毒相似的基因组结构，即反向末端重复(ITR)的线性单链DNA。其区别是该病毒ITR不能形成发夹结构，基因组自编码DNA聚合酶。这两项特征否定了该病毒DNA能像细小病毒似的自我引发-滚发卡复制。申请者一直潜心于该病毒研究，获得了它可能以蛋白起始复制的线索。本项目拟研究 ①病毒ssDNA的5'末端结构, 确定5'端是否存在共价结合的末端蛋白；②复制起始的蛋白组成及其结合的ssDNA核心元件；③ ssDNA的复制起始方式，确定起始复合物以及复制中间体的结构；④ DNA持续合成和链延伸模式,确定从复制起始到DNA链延伸的转换型式以及聚合酶的链置换的能力。以BmPLV为原型，阐明自编码DNA聚合酶的ssDNA病毒复制机制，为研究该类病毒的侵染和遗传特性以及命名和分类奠定基础。

家蚕二分浓核病毒（Bombyx mori bidensovirus, BmBDV）是首例自编码DNA聚合酶的ssDNA病毒。2012年国际病毒分类委员会(ICTV)为该特异病毒新设立二分DNA病毒科。BmBDV是引发家蚕罹患类似昆虫浓核症的病原，主要侵染家蚕的柱状细胞。该病毒粒子结构以及基因组类似细小病毒，但复制方式却不同。 ①本项目以家蚕二分浓核病毒BmBDV为原型，通过对病毒ssDNA的5'末端结构；复制起始的蛋白组成及其结合的ssDNA核心元件；ssDNA的复制起始方式； DNA持续合成和链延伸模式等探索研究，阐明了家蚕二分浓核病毒为代表的自编码DNA聚合酶的ssDNA病毒是以蛋白起始的方式复制。②构建了家蚕二分浓核病毒基因组可恢复线性末端结构克隆，线性化病毒基因组在转染家蚕细胞系中能检测子代DNA复制并能实现病毒拯救，间接证明家蚕二分浓核病毒BmBDV基因组以蛋白起始方式复制。③分析家蚕二分浓核病毒粒子结构蛋白的组成以及表达病毒样粒子，确定复制起始的蛋白组成。.发表了SCI论文9篇；合作撰写《模式生物家蚕》专著1部；获江苏省科技进步二等奖1项、获教育部自然科学二等奖1项；项目组负责人2016年获选国际病毒学分类委员会委员，并成为最新组建的二分DNA病毒国际研究组成员。科研合作的加拿大国立科学研究院（INRS）Armand-Frappier研究所的国际病毒学专家彼得.泰森（Peter Tijssen）教授因对课题组人才培养贡献卓著喜获2016年江苏省政府颁发的“江苏友谊奖”。.以BmBDV为原型，阐明自编码DNA聚合酶的ssDNA病毒复制机制，为二分浓核病毒载体研究奠定基础，同时为也二分DNA病毒的起源和进化研究指明了方向。