家蚕核型多角体病毒对家蚕细胞周期的调控机制研究

The study of the interaction between the virus and the host has important biological significance for the identification of the virus molecular biology and the analysis of the host resistance mechanism. In this project, Bombyx mori nucleopolyhedrovirus (BmNPV) arresting the cell cycle is used as research object to analysis how baculovirus regulates the cell cycle process of the host and the mechanism of the interaction between baculovirus and host. First of all, this project will analysis the effect of the host cell cycle on BmNPV viral production by flow cytometry and other methods and determine the impact of synchronized cells on the replication of DNA virus; then screen the key viral factors and cyclin related proteins that BmNPV regulates the host cell cycle based on the BmNPV blocking the cell cycle Spatiotemporal characteristics and baculovirus transcription expression characteristics, and analyze their roles. Finally, various methods, including gene knockout and knockin, yeast two hybrids, and omics and so on will be used to research the mechanism how baculovirus uses cell cycle arrest to promote viral production. These results can provide theoretical support for analyzing the mechanism of baculovirus regulating host cell cycle and the prevention and control of the BmNPV.

病毒和宿主相互作用的研究对病毒增殖复制机制和宿主抗性机制的解析具有重要的生物学意义。本项目以家蚕核型多角体病毒（BmNPV）调控家蚕细胞周期进程为研究对象，探究杆状病毒和宿主相互作用机制，可为病毒侵染机制解析和家蚕核型多角体病防控提供理论支撑。项目拟通过流式细胞术等方法分析BmNPV作用于家蚕细胞后细胞周期的变化特征，确定同步化细胞对病毒DNA复制的影响；进而根据BmNPV阻滞细胞周期时空特征和对应时期杆状病毒转录表达特征筛选BmNPV调控宿主细胞周期的关键病毒因子和周期相关蛋白，并分析其作用；最后，通过基因定点敲除敲入、酵母双杂交和组学等方法研究杆状病毒利用细胞周期阻滞促进自身增殖复制机理。通过本项目的研究，可为解析杆状病毒调控宿主细胞周期的机制和家蚕核型多角体病的防控提供支撑。

病毒与宿主相互作用研究对于解析病毒感染机制和宿主免疫防御机制具有重要的生物学意义。本项目以家蚕核型多角体病毒（BmNPV）调控家蚕细胞周期进程为研究对象，发现BmNPV能够将家蚕细胞周期阻滞于G2/M期，阻断细胞从G2期向M期转换。本研究进一步发现，在BmNPV感染后， G2期向M期转换的关键蛋白BmCyclinB和BmCDK1的表达在转录水平和蛋白水平均显著下降，且BmNPV感染使BmCyclinB亚细胞定位发生变化。因此，我们进一步通过Co-IP/LC-MS钓取BmCyclinB和BmCDK1的病毒互作蛋白，质谱分析、荧光共定位分析和Co-IP结果显示BmNPV IAP1能够与BmCyclinB和BmCDK1存在相互作用。BmNPV iap1的过表达及干涉结果表明BmNPV IAP1通过下调BmCyclinB和BmCDK1蛋白水平使细胞周期阻滞于G2/M期。同时，在本研究中发现BmNPV LEF-11能够下调BmCyclinB和BmCDK1的表达，从而调控宿主细胞周期阻滞在G2/M期，但LEF-11与BmCyclinB和BmCDK1不存在直接相互作用，其通过劫持宿主蛋白BmIMPI与BmCyclinB和BmCDK1互作，进而调控细胞周期。BmNPV LEF-2作为DNA引发酶辅助因子，对BmNPV DNA复制至关重要。我们发现LEF-2通过DNA损伤应答下调BmCyclinB和BmCDK1表达，将细胞周期阻滞在G2/M期，从而调控细胞周期。综上，本研究发现BmNPV利用多个病毒蛋白（IAP1、LEF-11和LEF-2）均能将细胞周期阻滞于G2/M期，协同作用从而利于病毒自身增殖复制。