vRNA-vRNA互作在H7N9重排禽流感病毒产生中的作用机制

Genetic reassortment enables rapid evolution of influenza virus and generates most strains responsible for devastating pandemics in human. Since 2013, multiple novel avian influenza reassortants including H7N9 have emerged in China, caused damage in animal industry, and some of them infected humans. However, the molecular mechanism of generating reassortants is not clear. Recently, vRNA-vRNA interaction is reported to govern genome packaging, and may direct the occurrence and genotype of genetic reassortment. In this study, we will investigate the molecular details using H7N9 avian influenza reassortant through biochemical, virological and bioinformatics technologies. We seek to find the internal genes interacted with the surface genes and the nucleotide sequences involved in the interaction, and analyze whether the mutation of involved nucleotide regions influence genetic reassortment. The expected findings will reveal the molecular mechanism of the reassortment between aquatic bird original H7/N9 surface genes and chicken original internal genes, pinpoint the effect of vRNA-vRNA interaction in generating reassortants, and provide useful theoretical knowledge to better understanding current frequent reassortment of avian influenza viruses.

基因重排是流感病毒进化的重要途径，也是人间大流行毒株产生的主要方式。2013年以来，H7N9等多种新型重排禽流感病毒（AIV）不断出现，危害畜禽生产，并发生感染人事件。H7N9病毒是由水鸟源AIV表面基因H7/N9与鸡源H9N2病毒6个内部基因重排而来。最近发现，vRNA-vRNA互作是流感病毒基因组组装的基础，可能影响病毒重排的发生和类型。然而，影响的具体分子机制尚不清楚。因此，本研究拟利用H7N9重排AIV，通过生物化学、病毒学和生物信息学等技术手段，筛选与表面基因HA/NA发生vRNA互作的基因节段和核苷酸序列，解析vRNA-vRNA互作对病毒复制的影响；分析互作核酸区域变异对H7N9病毒重排的作用，揭示水鸟源H7/N9表面基因与鸡源H9N2病毒内部基因发生重排的分子机制，探明vRNA-vRNA互作在H7N9重排病毒产生中的作用，为阐明当前禽流感病毒频繁重排的机制提供理论依据。

基因重排是流感病毒进化的重要途径，也是人间大流行毒株产生的主要方式。2013年以来，H7N9等多种新型重排禽流感病毒不断出现，危害畜禽生产，并发生感染人事件。H7N9病毒是由水鸟源AIV表面基因H7/N9与鸡源H9N2病毒6个内部基因重排而来。最近发现，vRNA-vRNA互作是流感病毒基因组组装的基础，可能影响病毒重排的发生和类型。然而，影响的具体分子机制尚不清楚。因此，本研究通过建立完备的vRNA-vRNA体外互作研究平台，刻画出了完整的新型H7N9 vRNA-vRNA体外互作网络，研究发现H9N2源PB2和NP基因vRNA与NA基因vRNA发生较强的体外相互作用，该研究表明PB2和NP基因vRNA缺失后，严重影响了子代病毒粒子基因组的完整性。进一步地，我们确定了NP片段的关键包装信号区域，该区域通过与NA基因发生由核苷酸介导的vRNA相互作用而影响两者的包装。本研究揭示了H7/N9表面基因与H9N2病毒内部基因发生重排的分子机制，为阐明新型H7N9以及其他重排病毒的出现提供了理论依据。