鸭瘟病毒双拷贝ICP22基因对病毒转录调控的影响及其功能位点解析

According to the reports, it is necessary to initiate the cascade expression of Immediately Early (IE), Early (E) and Late (L) genes for herpes virus replication. As one of the IE proteins, ICP22 belongs to the Herpes_IE68 immediately regulator protein superfamily and its function involves in the transcriptional regulation of viral genes, but the functional domains of it is unknown until now. Previously study indicated that DPV ICP22 has two copies in its genome, which may lead different functions and molecular mechanisms. Considering there is no evidence about DPV ICP22 involved in transcriptional regulation and less knowledge of it’s functional domains by now, we will attempt to knockout both copies of DPV ICP22 in this study to investigate the role it plays in transcriptional regulation by detecting the transcription and expression level of DPV IE/E/L genes. And determine whether other genes in DPV genome will affect the regulate function of DPV ICP22 by transfecting ICP22 eukaryotic expression plasmid before ICP22 mutant infection. After that, we will construct several mutants lacking different regions of ICP22 for finally determine the functional domains of DPV ICP22. The results will clarify the transcriptional regulation mechanism of the ICP22 two copies in DPV infected cells.

疱疹病毒依赖于立即早期、早期和晚期基因的串联表达完成其复制过程，其中ICP22基因属于立即早期调控蛋白超家族，参与病毒基因的转录调控。我们的前期研究表明同属α疱疹病毒亚科的鸭瘟病毒（DPV）ICP22基因与其同源物的序列相似性较低且在基因组中存在双拷贝，这种双拷贝ICP22是如何参与DPV基因的转录调控的？目前尚无相关文献报道。鉴于此，本课题拟通过敲除ICP22的单、双拷贝，检测DPV基因的转录表达水平，确定双拷贝ICP22对DPV基因转录表达的影响；构建并转染ICP22真核表达质粒后在其细胞上接种ICP22缺失株，检测DPV其它基因对其调控作用的影响。然后通过构建缺失DPV ICP22基因不同区域的突变株，确定DPV ICP22转录调控的功能位点；结果将阐明双拷贝ICP22基因对DPV的转录调控机制，具有重要科学意义。

DEV ICP22属于疱疹病毒IE_68超家族成员之一。据报道其同源物普遍具有转录调控作用，但其作用和机制在不同种属同源物中存在一定差异。本研究对DEV ICP22蛋白及其编码基因的分子特性展开研究，并通过转录组测序、定量PCR和双荧光素酶报告实验等确定了其在病毒和宿主基因转录中的作用及位点。结果发现：（1）ICP22蛋白为DEV US1基因编码的一个可主动定位于细胞核的非必需立即早期蛋白，且其可在翻译后被广泛修饰；（2）双拷贝ICP22蛋白的完全缺失可导致病毒基因组复制和病毒滴度下降10-100倍，单拷贝的ICP22缺失对病毒的复制影响相对较小；（3）DEV感染导致病毒转录物增加，细胞转录物下降，且在感染后12h，细胞内病毒转录物的产量超过细胞转录物；（4）ICP22蛋白可抑制细胞内RNA polymerase II特异的DNA结合转录因子活性及MAPK、细胞因子受体互作、toll样受体等免疫相关信号通路，从而促进基因转录和病毒复制；（5）与其他疱疹病毒同源物不同，ICP22蛋白可选择性抑制病毒和异源启动子，且其转录抑制作用不具有剂量依赖性，少量的ICP22蛋白即可高效抑制启动子活性；（6）包含305IGTKRKRPTT314 NLS和大量翻译后修饰位点的C末端219-330AA为ICP22发挥启动子抑制作用最强的区域。以上结果揭示了DEV双拷贝ICP22蛋白在病毒和宿主基因转录中的作用及功能区域，为后续探究其参与调控的机制和抗病毒药物靶点的筛选奠定基础。