1月17日，國(guó)際病原學(xué)雜志PLoS Pathogens在線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所孫飛研究組與其合作者題為Atomic Model of Rabbit Hemorrhagic Disease Virus by Cryo-Electron Microscopy and Crystallography的最新研究成果，是兔出血癥病毒結(jié)構(gòu)及其表位抗原研究的重大突破，填補(bǔ)了杯狀病毒研究領(lǐng)域的一個(gè)空白。

    兔出血癥（Rabbit Hemorrhagic Disease，RHD），是一種急性、致死傳染病，家兔在感染后48～72小時(shí)死亡。1984年，中國(guó)首次報(bào)道了兔出血癥的暴發(fā)，隨后在歐洲、美洲等地區(qū)逐漸流行。該病的病原體兔出血癥病毒（Rabbit Hemorrhagic Disease Virus，RHDV）隸屬杯狀病毒科（Caliciviridae）兔病毒屬（Lagovirus）。相比杯狀病毒科其它病毒屬，有關(guān)兔病毒屬病毒的高分辨率結(jié)構(gòu)研究尚屬空白。

    在此項(xiàng)研究中，科研人員在先前的研究成果基礎(chǔ)上（Protein & cell 1, 48-58.），得到了RHDV高分辨率（6.5Å）的電鏡結(jié)構(gòu)，以及其衣殼蛋白S結(jié)構(gòu)域和P結(jié)構(gòu)域的晶體結(jié)構(gòu)（2.0Å，利用低溫電鏡的密度圖作為初始相位），并通過(guò)動(dòng)力學(xué)模擬的方法得到了RHDV衣殼蛋白的準(zhǔn)原子模型。通過(guò)對(duì)RHDV衣殼蛋白的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析以及不同病毒株的序列比對(duì)，找到一段對(duì)RHDV與抗體結(jié)合起關(guān)鍵作用的loop區(qū)。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一段包含此loop區(qū)的多肽，通過(guò)受體結(jié)合實(shí)驗(yàn)證明了該多肽可以和兔的組織細(xì)胞結(jié)合，且中和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該多肽能有效刺激細(xì)胞產(chǎn)生抗體，利用該多肽制備的疫苗可以有效防御RHDV的感染。

    該項(xiàng)研究成果對(duì)于研制新型的兔出血癥疫苗具有重要作用，同時(shí)也將促進(jìn)基于兔出血癥病毒的新型抗原呈遞載體的開(kāi)發(fā)。此外，本項(xiàng)研究綜合應(yīng)用了低溫電鏡三維重構(gòu)技術(shù)、X射線晶體學(xué)和分子動(dòng)力學(xué)模擬技術(shù)，最終獲得了RHDV的高分辨率準(zhǔn)原子模型，為當(dāng)代結(jié)構(gòu)生物學(xué)綜合運(yùn)用多種技術(shù)手段解析生物超大分子復(fù)合體的高分辨率結(jié)構(gòu)樹(shù)立了新的范例。

    該研究成果由中科院生物物理研究所孫飛研究組與清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院龐海教授、北京師范大學(xué)鄭東副教授、中國(guó)農(nóng)科院哈爾濱獸醫(yī)研究所劉家森博士和美國(guó)UIUC的Klaus Schulten研究組共同合作完成，美國(guó)UCSD的Timothy Baker教授為本研究成果的撰寫(xiě)提出了很多寶貴的建議。孫飛研究組的碩士生王雪、孫飛研究組與北京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院聯(lián)合培養(yǎng)的碩士生徐鳳婷及中國(guó)農(nóng)科院哈爾濱獸醫(yī)研究所的劉家森博士為本文的共同第一作者。

    該項(xiàng)研究工作得到了科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)和中國(guó)科學(xué)院的資助。