桿狀病毒誘導核內微囊泡形成的分子機理研究

《桿狀病毒誘導核內微囊泡形成的分子機理研究》是依託中山大學，由袁美妗擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：桿狀病毒誘導核內微囊泡形成的分子機理研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：袁美妗
• 依託單位：中山大學

中文摘要

桿狀病毒是一種很有套用前景的微生物殺蟲劑，其包埋型病毒（ODV）負責昆蟲的口服感染，但ODV囊膜的形成機制尚不清楚，其中核心膜如何出芽形成核內微囊泡（ODV囊膜的前體）更是未見相關報導。我們的前期研究發現：分別缺失桿狀病毒保守基因p48、ac93和ac76均導致病毒在感染細胞中不能形成微囊泡，裝配成熟的病毒核衣殼也不能出核。我們推測這3個基因的缺失影響了核纖層的局部解聚，阻礙核膜流動性的改變。核纖層通過可逆性解聚調節有絲分裂過程核膜的崩解和重建；在皰疹病毒感染的細胞中核衣殼出核也需要核纖層的局部解聚。本項目擬通過分子生物學、病毒學和免疫組織化學等技術和手段，研究桿狀病毒感染是否誘導核纖層局部解聚，p48、ac93和ac76與核纖層解聚的關係以及作用方式，分析微囊泡的形成機制，為揭示桿狀病毒的複製、裝配機制和流行病的發生規律，更好地利用桿狀病毒進行害蟲生物防治提供重要的理論基礎。

結題摘要

桿狀病毒是一種重要的微生物殺蟲劑，其包埋型病毒粒子（ODV）負責對昆蟲的口服感染，是殺蟲毒力和宿主範圍的重要決定因子。ODV的囊膜來源於細胞的核心膜向核質方向出芽而成的核內微囊泡，但核心膜出芽形成核內微囊泡的分子機理至今未闡明。真核細胞的核心膜內側有一層高電子密度的核纖層蛋白網路，該纖維蛋白網是抵抗DNA病毒侵染的天然屏障。那么，核心膜要往核質方向出芽，是否要破壞核纖層這個堅實的屏障呢？本項目構建了一個在Sf9細胞中穩定表達GFP與lamin B融合蛋白的單克隆細胞系，而後通過免疫螢光、免疫電鏡等多種方法檢測桿狀病毒感染的細胞中核纖層蛋白的定位變化，發現病毒的感染能導致在核邊緣呈環狀分布的核纖層蛋白出現局部彌散，並且從核邊緣重新分布到細胞核內，結合到核內病毒粒子的囊膜和核衣殼上，表明桿狀病毒的感染引起核纖層的局部解聚。這是在國際上首次報導桿狀病毒的感染能引起核纖層的局部解聚，為揭示桿狀病毒誘導的核內微囊泡的形成機制奠定了重要的基礎。在此基礎上，我們分析了桿狀病毒感染誘導核纖層解聚的可能機制，發現病毒的感染導致核纖層蛋白的磷酸化，而核纖層蛋白的磷酸化是目前已知的所有核纖層解聚的必要條件，推測桿狀病毒感染誘導的核纖層解聚也是因核纖層蛋白的磷酸化而引起的。我們進一步分析了影響核內微囊泡形成的幾個保守蛋白是否參與核纖層的解聚，發現這幾個蛋白雖然對核纖層的解聚並沒有明顯的影響，但它們之間存在相互作用，並且在核膜處有明顯的共定位，暗示這幾個蛋白可能在核內微囊泡形成的其他環節發生功能。對其中的Ac76的深入研究發現該蛋白是一個整合膜蛋白，能形成穩定的二聚體，推測該蛋白通過寡聚化影響了核膜的彎曲出芽從而影響核內微囊泡的形成；而對P48與Ac93相互作用關鍵胺基酸位點的突變研究顯示這兩個蛋白的相互作用直接影響核內微囊泡的形成。我們的研究結果揭示了桿狀病毒誘導的核內微囊泡形成的關鍵步驟，為全面闡釋ODV的囊膜化機理提供了重要的線索，奠定了重要的理論基礎。