12月18日,國際學(xué)術(shù)期刊Journal of Virology在線發(fā)表了中國科學(xué)院上海巴斯德研究所陳榮課題組的研究論文Human Enterovirus 71 Uncoating Captured at Atomic Resolution。
人腸道病毒71(Human enterovirus 71,EV71)是嬰幼兒手足口病(hand-foot-and-mouth diseases,HFMD)重癥的主要致病原因。2008至2012年,手足口病在中國大陸多次爆發(fā),累計死亡達(dá)2000多人,但目前還未有預(yù)防疫苗和有效藥物。對于EV71病毒顆粒的結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究能夠幫助研發(fā)手足口病的治療方式。
在陳榮的指導(dǎo)下,碩博連讀研究生呂柯和實驗室其他研究人員合作,對C4型臨床株EV71病毒顆粒進(jìn)行了純化和結(jié)晶,并通過X-射線晶體學(xué)對其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)研究。研究發(fā)現(xiàn),純化出的病毒顆粒分別在兩種不同結(jié)晶條件下長出晶體,并呈現(xiàn)出截然不同的結(jié)構(gòu)形式。經(jīng)過細(xì)致的結(jié)構(gòu)分析和生化實驗,確定一種為全病毒顆粒的結(jié)構(gòu),推斷另一種為脫衣殼中間體的結(jié)構(gòu)。病毒脫殼是病毒與宿主細(xì)胞識別作用后,病毒殼構(gòu)象發(fā)生變化以方便病毒基因組進(jìn)入宿主細(xì)胞的重要過程。通過對這兩種結(jié)構(gòu)的對比分析,勾勒出EV71發(fā)生脫殼時的構(gòu)象變化過程,更加清晰地展現(xiàn)了EV71脫殼早期的結(jié)構(gòu)變化。此外,將脫殼中間體的晶體結(jié)構(gòu)擬和到此前EV71 A-particle(Altered particle,一種脫殼中間體)的低溫電鏡結(jié)構(gòu)中,發(fā)現(xiàn)了病毒脫殼時衣殼蛋白和RNA的相互作用區(qū)域。
此項研究是陳榮課題組與軍事科學(xué)院秦成峰課題組長期合作的一個階段性成果。此前,生物工程碩士李浩洋在陳榮的指導(dǎo)下,在釀酒酵母中建立了EV71病毒樣顆粒的組裝體系,并且通過和秦成峰組的合作證明釀酒酵母中獲得的EV71病毒樣顆?梢蕴峁┯行庖弑Wo(hù)作用,從而進(jìn)一步證明釀酒酵母中組裝的CVA16(手足口病的另一個重要致病原)病毒樣顆粒也能夠提供有效免疫保護(hù)作用。這些結(jié)果表明釀酒酵母中制備的病毒樣顆粒有可能發(fā)展為手足口病疫苗。
此項研究得到了中科院百人計劃、上海浦江人才計劃、973計劃和中科院上海生命科學(xué)研究院等經(jīng)費的支持。
