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傳染病預防控制國家重點實驗室(State Key Laboratory of Infectious Disease Prevention and Control, SKLID)于2005年3月22 日經科技部批準正式成立、進入建設時期。2011年1月7日通過評估。SKLID 的依托單位為中國疾病預防控制中心,學術委員會主任為中國疾病預防控制中心主任王宇教授,實驗室主任為徐建國研究員。

人獸共患病室科學發現獲《Principles of Virology》錄入

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人獸共患病室科學發現獲《Principles of Virology》錄入

我所張永振研究員帶領的人獸共患病室于2014年5月6日在《美國科學院院報(Proceedings of the National Academy of Sciences)》雜志第111卷18期上發表題為“一個含有不分節段病毒基因組的分節段蜱傳病毒(A tick-borne segmented RNA virus contains genome segments derived from unsegmented viral ancestors)”的學術論文。繼國際著名學術期刊《Nature Reviews Microbiology》發表了評論文章高度評價該論文的重要科學意義后,該科學發現被美國病毒學經典教材病毒學原理第四版(《Principles of Virology》)錄入。該書在闡述分節段RNA病毒的起源時,詳細描述了荊門蜱病毒的特點,并高度評價其在不分節段到分節段病毒進化上的重要意義。


教材內容如下:


分節段RNA病毒的起源


分節段基因組在RNA病毒中十分普遍,在不同病毒科的病毒中都有發現。它們既可以是雙鏈RNA病毒(呼腸孤病毒科,Reoviridae),也可以是單鏈RNA病毒,既可以是單股正鏈RNA病毒(長線形病毒科,Closteroviridae),又可以是單股負鏈RNA病毒(正粘病毒科,Orthomyxoviridae)。一些實驗結果提示不分節段的病毒基因組起源在先,然后片段化成為分節段的基因組。


讓我們通過小核糖核酸病毒科口蹄疫病毒(foot and mouth disease virus, FMDV)的研究結果來了解不分節段RNA基因組如何片段化后形成分節段基因組的。FMDV的基因組是單股正鏈RNA。該病毒在幼倉鼠腎細胞中經連續傳代后,基因組在編碼區出現了兩種不同形式的大段缺失突變(分別為417個核苷酸或999個核苷酸缺失)。單一的兩種突變基因組均不具備感染能力,但當它們同時被導入細胞時卻能產生具備感染能力的病毒種群。這個種群由被分別包裝到不同病毒顆粒的兩種突變體構成,兩種突變體通過互補作用成功獲得感染能力:即當一個宿主細胞同時被兩種顆粒感染時,其中一種缺失基因組為另一種提供缺失的蛋白。


進一步對缺失FMDV基因組研究發現基因組的其它區域中存在點突變。這些點突變在缺失發生前積累,使缺失基因組較野生基因組有更好的適應性。


這些結果展現了一個病毒RNA單體可以被分割,這或許是不分節段基因組到分節段基因組的進化途徑。有趣的是在片段化之前,基因組發生的點突變賦予了缺失基因組RNA較標準基因組更好的適應性,這提示特定的序列需要發生改變。作者得出結論:病毒在探索基因結構的過程中會青睞一個和原來完全不一樣的結構(在這里是從不分節段到分節段)。FMDV基因組的片段化可能代表了分節段進化過程中的一步。由于這些結果畢竟是通過細胞培養獲得的,仍不清楚自然界中發生的情況是否如此。


在中國發現的新蜱傳病毒—荊門蜱病毒(Jingmen tick virus,JMTV)為分節段病毒RNA基因組起源進化勾勒出一幅令人信服的圖景。JMTV的基因組由四個節段的正鏈RNA組成。其中的兩個RNA節段沒有已知的同源序列,而另外兩個節段則與黃病毒的核苷酸序列相關。黃病毒屬的RNA基因組是不分節段的正義RNA。JMTV的RNA節段1和節段3編碼的是非結構蛋白,與黃病毒屬的NS5和NS3蛋白有明顯關系(見圖)。


JMTV的基因組結構提示,在過去某時間點黃病毒的基因組片段化,生成編碼NS3樣和NS5樣蛋白的基因節段。這種片段化起初可能如口蹄疫病毒在細胞培養中所發生的那樣,通過功能互補的方式將突變固定。接下來,這個分節段的黃病毒與另一個未知病毒共感染,產生了JMTV的前體。


JMTV的發現為分節段RNA病毒的起源提供了新的線索。


Moreno E, Ojosnegros S, García-Arriaza J, Escarmís C, Domingo E, Perales C. 2014. Exploration of sequence space as the basis of viral RNA genome segmentation. Proc Natl Acad Sci U S A 111:6678–6683.


Qin XC, Shi M, Tian JH, Lin XD, Gao DY, He JR, Wang JB, Li CX, Kang YJ, Yu B, Zhou DJ, Xu J, Plyusnin A, Holmes EC, Zhang YZ. 2014. A tick-borne segmented RNA virus contains genome segments derived from unsegmented viral ancestors. Proc Natl Acad Sci U S A 111:6744–6749.


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