石斑鱼虹彩病毒SGIV编码的磷酸酶类似物在病毒感染复制中的作用机制

Protein phosphatases play critical roles in fundamental biological processes. The orderly progression of the eukaryotic cell cycle, apoptosis and the cascade of intracellular signal transduction are examples of processes driven and modulated by the phosphorylation state of key components, including protein phosphatase. Protein phosphatase is widely distributed in all living organisms, and even in the virus. To date, studies on virus encoded protein phosphatase are mainly concentrated on mammalian viruses or insect viruses, but few attentions were paid for that encoded by aquatic animal viruses. Singapore grouper iridovirus (SGIV) is a novel ranavirus which causes great economic losses in aquaculture industry and becomes a threaten to the fish industry. To reveal the roles and mechanisms of the protein phosphatase encoded by SGIV during virus infection, over-expression and gene knock down methods are employed. Furthermore, proteins with enhanced phosphorylation by knocking down the expression of VP061 would be identified by matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight (TOF)-TOF mass spectrometry. The results will be beneficial to further understanding the functions of virus encoded phosphatase molecules in viral infection and replication process, as well as the action mechanism in the process of virus-host interaction.

蛋白质磷酸酶(protein phosphatase)参与催化的可逆磷酸化反应是机体细胞内的重要生命过程，直接或间接调节了细胞周期、细胞凋亡及多种信号转导途径。除了多细胞生物，对病毒，尤其是哺乳动物病毒、昆虫病毒编码的蛋白质磷酸酶研究也取得了重要进展。但到目前为止，对水生动物病毒编码的蛋白质磷酸酶研究甚少。石斑鱼虹彩病毒(Singapore grouper iridovirus, SGIV)是石斑鱼病毒性疾病最严重的流行性病原之一，严重制约了石斑鱼养殖产业的健康可持续发展。本项目拟通过体外过表达和基因敲除技术，系统研究SGIV编码蛋白质磷酸酶类似物VP061对病毒感染复制的影响及对宿主因子的调控作用；同时通过质谱和免疫共沉淀等技术鉴定与其互作的底物蛋白，从而全面揭示VP061在SGIV感染复制中的作用机制。本项目的研究成果将为阐明海洋鱼类虹彩病毒感染致病的分子机制提供重要理论基础。

石斑鱼虹彩病毒(Singapore grouper iridovirus, SGIV)编码一个磷酸酶类似物VP061可调控细胞免疫因子表达，介导病毒蛋白和宿主蛋白的去磷酸化反应，从而影响病毒的感染和复制。本项目通过表达纯化的VP061蛋白所调控的细胞转录组学数据及磷酸化蛋白质组学数据，系统研究磷酸酶类似物VP061对宿主因子的调控作用及其病毒感染复制影响，全面揭示VP061在SGIV感染复制中的作用机制。本项目取得以下研究成果：①表达纯化VP061蛋白，VP061共231个氨基酸，分子量约23.26 kDa，主要分布与细胞质中，是病毒的一个晚期基因。②通过转录组学数据具体分析KLF9和CXCR1a基因在SGIV感染复制过程中的功能作用。③通过磷酸化蛋白质组学数据获得104个VP061的靶蛋白，并初步分析两个重要蛋白的功能：证明MARCKS蛋白可被VP061去磷酸化，从而使其在细胞内的定位发生改变该蛋白可能参与病毒在细胞内的转运过程；初步鉴定了细胞核膜蛋白Lamin B2参与了由VP061所介导的细胞核形变、释放细胞核内容物的过程。以上研究揭示了VP061是SGIV一个重要的功能性蛋白，可通过对宿主细胞免疫因子及蛋白磷酸化水平的调控作用，影响病毒的感染和复制。本项目的研究成果将为阐明海洋鱼类虹彩病毒感染致病的分子机制提供重要理论基础。