杆状病毒诱导的核内肌动蛋白聚合的分子机制及其在病毒复制中的功能研究

本研究以杆状病毒诱导的核内肌动蛋白纤维形成的独特细胞生物现象为基础，病毒调控肌动蛋白纤维动态变化规律及其在病毒复制/装配中的功能为核心，针对核内肌动蛋白聚合的分子机制这一具有普遍细胞生物学意义的科学问题，以杆状病毒AcMNPV为研究对象研究，核内肌动蛋白聚合的3类关键因子包括Arp2/3复合物和肌动蛋白及病毒编码的WASP同源物P78/83为靶分子开展研究。项目将明确ie-1，pe38，he65，Ac004，Ac102和Ac152在介导肌动蛋白单体入核中的功能及分子机制；获得介导Arp2/3复合物入核的病毒基因，解析关键基因的功能；分析P78/83的磷酸化及其对功能的影响，揭示P78/83翻译后修饰对核内肌动蛋白聚合与解聚的调控作用；构建相关基因的突变体感染实验分析其对病毒复制特别是组装的影响。研究将获得核内肌动蛋白纤维动态调控的分子机制及其在病毒复制中的功能，揭示杆状病毒装配的分子机理。

在本自科基金重点项目执行过程中，我们预设的三个方面研究内容中有两个方面取得了重要突破。另一个方面由于国外同行在2012年先于我们发表了相关的研究而未能达到预期成果。..在“介导Arp2/3 复合体入核的病毒因子的鉴定及功能研究”中，我们首先验证了在AcMNPV感染期间，病毒晚期基因表达产物是引起宿主细胞的Arp2/3复合体发生核转运的主要原因。为了识别具体由哪个病毒晚期基因引起该现象，我们构建包含有AcMNPV所有ORF的瞬时表达文库，借助荧光显微技术筛选到了病毒晚期基因Ac34是引起宿主细胞Arp2/3复合体发生核转运的病毒因子。通过免疫共沉淀等研究手段，我们还识别了Ac34上与Arp2/3复合体核转运密切相关的两个肽段。其中195-215肽段是决定Ac34自身核定位的序列；115-135肽段主要负责Ac34-ARPC/P40（Arp2/3复合体的一个亚基）的结合。这两个肽段的缺失会造成Ac34无法诱导Arp2/3复合体发生核转运。目前相关研究成果已经投往The Journal of Biological Chemistry。..在“P78/83的结构和功能分析”中，我们发现了AcMNPV编码的肌动蛋白成核促进因子（NPF）P78/83的一种新的功能调控方式。其N-末端40-143肽段是一个可以引起蛋白质发生蛋白酶体途径依赖的降解的degron序列。该序列可以参与调控P78/83引起的肌动蛋白聚合。在病毒感染的细胞中，另一种病毒核壳体蛋白质C42可以结合到P78/83的40-143肽段，从而维持P78/83的蛋白质稳定性，与蛋白酶体一起参与调控P78/83作为NPF分子的活性。除此以外，该片段亦是P78/83整合到病毒核壳体上的关键序列。相关研究成果已经进入The Journal of Biological Chemistry的修回过程。..在本项目执行过程中，目前已产出3篇论文，分别发表于Virologica Sinica和病毒学报。除此以外，我们还参与了其他杆状病毒其他方面的研究，相关成果详见“研究成果”。