细胞及病毒microRNA在杆状病毒复制中的作用

MicroRNA（miRNA）plays an important role in key processes of life, such as cell growth regulation and development. It also has a major impact on pathogen-host interaction. Through deep sequencing, we recently identified a great number of viral and cellular miRNA in Sf9 cells infected by baculovirus AcMNPV . These miRNAs were found to have significant regulatory effect on the expression of virus genes. Based on these findings, the current project will select a batch of cellular miRNAs, either rich in the cells, or increased or decreased in amount during during the virus infection, to examine their effect on virus infection by using synthetic miRNA mimics or inhibitors. miRNAs that has effect on virus replicaiton will be further studied for it target genes and mechanism. Meanwhile, all potentially new viral and cellular miRNA identified in deep sequencing will be verified, and their possible target gene and effect on virus and cell will be studied. These studies will provide us with a relatively systematic understanding of the role of miRNA in baculovirus infeciton and replication. They may also provide clues for improving the porformance of bacuovirus insecticides as well as baculovirus gene expression system.

microRNA(miRNA)在细胞生长调控、生物体发育等生命过程具有重要作用，在病原体与宿主相互作用中也扮演重要角色。本实验室前期通过深度测序发现感染细胞中存在大量细胞核病毒的miRNA，实验研究进一步发现，在杆状病毒AcMNPV感染昆虫细胞Sf9的过程中，无论细胞还是病毒的miRNA都对病毒基因表达产生了明显的调控作用。在此基础上，本课题拟选择一批高丰度的细胞miRNA或感染前后数量变化较大的细胞miRNA，通过使用人工合成的miRNA模拟物和抑制物，筛选出对病毒感染和病毒基因表达有一定影响的miRNA，研究他们的作用机理。同时，对深度测序发现的潜在的病毒和细胞的新miRNA逐一进行验证，并研究它们的作用靶和对病毒复制及细胞功能可能的作用。通过这些研究，可以对miRNA在杆状病毒感染和复制过程的作用有较为系统的认识，也有可能为改进杆状病毒生物杀虫剂和杆状病毒基因表达系统提供有用的线索。

microRNA(miRNA)是进化上保守的非编码小RNA，在细胞生长调控、生物体发育等生命过程中具有重要作用的，在病原体与宿主相互作用中也扮演重要角色。本项目在实验室前期研究的工作的基础上，深入研究了miRNA在昆虫杆状病毒AcMNPV感染昆虫细胞Sf9和甜菜夜蛾等昆虫活体中的作用，取得了以下的结果：1）发现了一批宿主细胞miRNA：通过深度测序发现了近20种以前未见报道的miRNA，并通过实验进行了验证。2）发现了一些在病毒感染过程中表达水平显著变化的miRNA：通过比较感染后不同时间miRNA深度测序的结果，结合实验验证，明确了多种在感染过程中表达水平明显变化的miRNA，提示它们在病毒感染过程中有一定作用。对这些miRNA逐一进行了研究，分析它们对病毒基因表达、子代病毒生产，以及对昆虫虫体感染影响，发现miRNA bantam，-184，-14，-279等对病毒复制有不同程度的影响。3）miRNA bantam与病毒感染：bantam是一种在果蝇发育中有重要作用的miRNA，它在其他昆虫中的作用尚未有充分研究。 本研究发现AcMNPV感染可以提高细胞和虫体bantam水平；人为改变bantam水平对许多重要病毒基因的表达有显著的影响，但对病毒复制的整体水平影响不大；然而，降低bantam水平对有助于病毒感染甜菜夜蛾、斜纹夜蛾等幼虫。利用miRNA海绵技术得到了一株杀虫效果明显提高、杀虫时间明显缩短的重组AcMNPV vban-S，该病毒感染甜菜夜蛾时的LC50仅为与野生型病毒和对照病毒的三十分之一，致死时间也仅为野生型及对照病毒的二分之一。4）vban-S杀虫能力提高的机制：通过生物信息学分析和实验研究筛选了研究了bantam的潜在作用靶点；发现该病毒通过提高虫体蜕皮激素水平提高虫体对病毒的敏感性，加快病毒感染引起的虫体死亡。综上，通过本项目研究，加深了对miRNA在杆状病毒与宿主相互作用中的作用的认识。研究结果提示AcMNPV可以通过调节细胞miRNA bantam的水平来帮助自己复制；而人们可以通过干预虫体bantam的水平，提高病毒的杀虫能力。在此基础上，本研究获得了一株杀虫能力显著提高的重组病毒，在害虫生物防治中有潜在的实用价值。