KPNB1和Ran蛋白共同介导新城疫病毒基质蛋白的入核转运

【目的】鉴定与新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)基质蛋白(matrix protein,M)入核相关的细胞蛋白,以阐明NDV M蛋白细胞核定位的分子机制。【方法】从鸡胚成纤维细胞中分别克隆核转运受体蛋白KPNA1–KPNA6和KPNB1基因,将其构建到真核表达载体,并与表达NDV M蛋白的重组真核表达载体分别共转染HEK-293T细胞,通过免疫共沉淀方法鉴定与NDV M蛋白相互作用的核转运受体蛋白。另外,将M蛋白与Ran蛋白突变体或与M蛋白互作的核转运受体蛋白缺失体分别共表达,通过荧光共定位确定M蛋白入核转运相关的细胞蛋白。【结果】构建的重组真核表达载体在HEK-293T细胞中能够正确表达;通过间接免疫荧光观察发现,重组蛋白中除Myc-KPNA2蛋白定位在细胞质外,其它核转运受体蛋白均与M蛋白表现出相同的细胞核定位。免疫共沉淀试验结果表明,M蛋白与KPNA1蛋白和KPNB1蛋白均存在相互作用。进一步通过荧光共定位观察发现,M蛋白与KPNA1蛋白缺失体(DN-KPNA1)共表达不改变M蛋白的细胞核定位,而与KPNB1蛋白缺失体(DN-KPNB1)共表达后导致M蛋白变为细胞质定位,说明M蛋白入核转运需要KPNB1蛋白的参与。另外,将M蛋白与Ran蛋白突变体Ran-Q69L共表达,荧光观察发现M蛋白同样由细胞核定位变为细胞质定位,说明M蛋白入核转运还需要Ran蛋白的辅助。【结论】KPNB1和Ran蛋白共同介导NDV M蛋白的入核转运,其过程是KPNB1蛋白首先和M蛋白发生相互作用并形成复合物,然后通过Ran蛋白的辅助作用完成入核转运。     

新城疫病毒M蛋白在病毒毒力和复制中的作用研究进展

M蛋白是新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)基因组编码的一种非糖基化膜相关蛋白,主要位于病毒囊膜内表面,构成病毒囊膜与核衣壳连接的支架。研究表明,M蛋白是一种细胞核-细胞质穿梭蛋白,在抑制细胞基因转录和蛋白质合成以及协助病毒粒子组装和出芽方面发挥了重要作用。目前,国内外对NDV毒力和复制的关系研究主要集中在病毒的F、HN和V蛋白以及RNP复合体,但是近年来研究人员利用反向遗传操作技术研究发现M蛋白与NDV毒力和复制也存在一定的联系。因此,本文主要对NDV M蛋白的结构特征、M蛋白对NDV毒力和复制的影响及其作用机制进行综述,以期为NDV M蛋白的功能研究提供新的理论参考。     

用反向遗传技术致弱基因VIId型鹅源新城疫病毒ZJI株

将新城疫病毒ZJI株基因组cDNA全长分成7个片段,依次连接并克隆至TVT7R转录载体中,构建了含ZJI株全基因组cDNA的转录载体(pNDV/ZJI),pNDV/ZJI与3个辅助表达质粒pCI-NP、pCI-P和pCI-L共转染BSR-T7/5细胞,成功拯救出了具有感染性的新城疫病毒粒子。设计两对引物,经overlapPCR方法将该毒株F蛋白裂解位点的112、115和117位碱性氨基酸突变成弱毒株特征的非碱性氨基酸后,替换pNDV/ZJI上的对应序列,构建了转录载体pNDV/ZJIFM,将pNDV/ZJIFM与3个辅助表达质粒共转染BSR-T7/5细胞,成功拯救出了致弱的基因VIId型鹅源新城疫病毒NDV/ZJIFM,获救病毒的鸡胚最小致死剂量平均死亡时间(MDT)大于120h,同时该病毒的脑内接种致病指数(ICPI)为0.16,上述结果表明,获救病毒的毒力已被致弱,是一个较为理想的疫苗候选株。     

基于双质粒拯救系统的新城疫病毒LaSota株的拯救

传统新城疫病毒(newcastle disease virus, NDV)的拯救系统包括一个cDNA克隆质粒和分别表达NDV的核衣壳蛋白(NP)、磷蛋白(P)、聚合酶蛋白(L)的3个辅助质粒,且必须满足4个质粒同时转染进入同一个宿主细胞才能完成病毒的组装,效率相对低下。【目的】提高NDV的拯救效率,并建立双质粒高效拯救系统。【方法】将NP、P、L基因表达盒串联克隆至真核表达载体pCI中,构建为可同时表达NP、P、L蛋白的单辅助质粒PCI-NPL;同时,采用分段克隆再拼接的方式,将NDV LaSota株基因组cDNA克隆于真核表达质粒pCI的CMV启动子下游,并分别在P和M基因中插入报告基因增强型绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescent protein, EGFP)、5''端引入锤头状核酶序列、3''端引入丁型肝炎病毒核酶序列,构成全基因组转录质粒pCI-LaSota-EGFP;以pCI-LaSota-EGFP和pCI-NPL组成病毒拯救系统共转染至BHK-21细胞,拯救获得重组子代病毒rLaSota-EGFP,并进行系列生物学特性鉴定。【结果】经RT-PCR、荧光显微镜观察、Western blotting、生长特性测定等系列鉴定,证明rLaSota-EGFP构建正确,成功拯救获得了重组病毒rLaSota-EGFP,且与野生型(wild-type, WT) LaSota具有相似的生物学特性。【结论】基于CMV启动子的NDV双质粒新型拯救系统构建成功,为重组NDV及其他副黏病毒的高效拯救奠定了基础。     

新城疫病毒与其它副黏病毒基质蛋白功能的比较北大核心CSCD

近年来研究发现,副黏病毒基质蛋白(Matrix protein,M)是一种多功能病毒蛋白,在细胞内不仅能抑制宿主细胞基因的转录和翻译、调节病毒基因组的复制和转录以及招募细胞蛋白协助病毒粒子组装和出芽,还可以通过自身的泛素化和磷酸化修饰促进病毒的复制。然而,作为副黏病毒成员之一的新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV),其M蛋白目前仅证实参与了NDV的组装和出芽释放过程,其它副黏病毒M蛋白的功能在NDV中尚不清楚。本文结合近年来国内外副黏病毒M蛋白功能的相关研究进展,将NDV与其它副黏病毒M蛋白功能进行比较,着重阐述了M蛋白在NDV毒力、复制和致病性等方面的功能和作用机制,并对NDV M蛋白功能研究中存在的问题和今后的研究方向进行了展望。     

猪瘟病毒Core蛋白核仁定位序列鉴定

黄病毒科病毒核衣壳蛋白的核仁定位在病毒颗粒包装与病毒复制中发挥重要作用。为鉴定黄病毒科的猪瘟病毒Core蛋白核仁定位序列,本研究构建了将Core蛋白、截短突变体和氨基酸位点突变体分别与增强型绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescent protein, EGFP )融合的真核表达质粒,转染至PK15细胞后进行表达和定位分析,结果显示 Core蛋白核仁定位序列为PESRKKL,其关键氨基酸为R76K77,对理解猪瘟病毒Core蛋白结构与功能和为后续研究Core蛋白在病毒复制及颗粒包装中的作用有重要意义。     

新城疫病毒基质蛋白与禽细胞核磷蛋白B23.1在HEK-293T细胞中的相互作用

【目的】探讨新城疫病毒（Newcastle disease virus,NDV）基质（matrix,M）蛋白和禽细胞核磷蛋白B23.1在HEK-293T细胞中的相互作用。【方法】分别参照GenBank中NDV JS/5/05/Go株全基因序列（JN631747）和禽细胞核磷蛋白B23.1基因序列（NM₂05267）,设计、合成扩增M基因和B23.1基因的引物,利用RT-PCR扩增出M基因和DF1细胞的B23.1基因,分别克隆至真核表达载体获得重组表达质粒pEGFP-M、pCMV-HA-M和pDsRed-B23.1;将pEGFP-M和pDsRed-B23.1共转染HEK-293T细胞,利用荧光显微镜观察M蛋白与B23.1蛋白的共定位;利用免疫共沉淀（Co-IP）技术进一步验证两种蛋白的相互作用。【结果】Western blot结果表明构建的重组质粒在转染的HEK-293T细胞中正确表达;荧光显微镜观察显示M蛋白与B23.1蛋白在核仁具有共定位特征;Co-IP进一步证实两者能发生相互作用。【结论】NDV M蛋白与禽细胞核磷蛋白B23.1存在相互作用,M蛋白可能通过与B23.1蛋白的相互作用进入核仁。     

猪流行性腹泻病毒核衣壳蛋白与感染细胞核磷蛋白的共定位分析

【目的】阐明猪流行性腹泻病毒(PEDV)核衣壳蛋白与病毒感染细胞核仁成分B23.1蛋白的共定位特征。【方法】分别参照GenBank中PEDV CV777株的N基因序列(AF353511)和编码人细胞核仁蛋白B23.1基因序列(BC050628.1),设计、合成扩增N基因和B23.1基因的引物,利用RT-PCR技术扩增了N基因和Vero E6细胞的B23.1基因的cDNA,分别克隆到真核表达载体pAcGFP1-C1和pDsRed2-N1,获得重组质粒pAcGFP1-C1/N和pDsRed2-N1/B23.1,共转染Vero E6细胞。【结果】Western blots分析表明这些融合蛋白在转染的Vero E6细胞中表达;共聚焦显微镜技术分析表明在共转染Vero E6细胞中猪流行性腹泻病毒N蛋白与Vero E6细胞核磷蛋白B23.1发生共定位。【结论】为进一步鉴定PEDV N蛋白中核仁定位信号和N蛋白核仁定位机制提供可靠依据。     

一株鸭源传染性支气管炎病毒的分离鉴定及结构蛋白基因和血清型分析

【目的】对从广西某鸭场发生呼吸道感染的11天龄樱桃谷肉鸭分离到的病毒株进行鉴定,并探索此鸭源病毒分离株的遗传变异情况。【方法】通过血凝试验、鸡胚接种实验、3?端非编码区(3'UTR)基因扩增与序列测定对分离株进行鉴定,并对该分离株的结构基因S1、E、M和N分别进行序列测定以及相似性、系统进化树分析和血清型鉴定。【结果】血凝试验为阴性,接种鸡胚盲传5代后出现侏儒胚,3?UTR基因测序结果表明为传染性支气管炎病毒(IBV)序列。该分离株S蛋白的裂解位点为RRSRR,S1、E、M和N基因与IBV毒株H120、4/91、LTD3核苷酸相似性分别为:78.6%–99.7%、85.4%–100.0%、91.6%–93.2%、86.7%–91.7%。除N基因存在点突变外,S1、E和M基因均存在氨基酸的突变、插入和(或)缺失。系统进化树分析显示,其S1基因属于4/91型,E、M和N基因均为LDT3型。血清型分析表明,该分离株的血清型不同于疫苗株H120和4/91。【结论】此鸭源病毒分离株为IBV,且该分离株的基因型与血清型均发生了变异。本研究结果暗示禽类传染性支气管炎的防控面临着更严峻的挑战。     

VP3 G–H环中氨基酸突变对O型口蹄疫病毒生物学特性的影响

【目的】为了研究O型口蹄疫病毒VP3G–H环中氨基酸突变对其生物学特性的影响。【方法】借助口蹄疫病毒反向遗传操作技术平台拯救出2株定点突变体rHN~(V3174Y)和rHN~(D3173N+V3174E+N3179C)。进行蚀斑形成试验、一步生长曲线的绘制、TCID_(50)和LD_(50)的测定、间接免疫荧光与激光共聚焦显微镜检测。【结果】结果显示,与骨架病毒rHN相比,虽然rHN~(V3174Y)和rHN~(D3173N+V3174E+N3179C)对BHK-21细胞的感染性及其蚀斑表型和复制动力学无显著性差异;但rHN~(V3174Y)和rHN~(D3173N+V3174E+N3179C)对乳鼠的致病力明显减弱,且均获得了小窝蛋白介导侵染CHO-K1细胞的能力。【结论】VP3上第3174位特征性氨基酸突变影响O型口蹄疫病毒感染宿主细胞的毒力及其内吞作用路径,这有助于我们认知VP3 G–H环在口蹄疫病毒粒子立体空间构象中潜在的作用。     

携带TAP标签的重组甲型流感病毒的构建与鉴定

【目的】将TAP标签构建到WSN病毒基因组上,得到含有TAP标签的重组流感病毒,以便进行后续的病毒追踪。【方法】利用反向遗传学技术,对甲型流感病毒A/WSN/33(H1N1)的PA片段进行改造来插入TAP(tandemaffinitypurification)标签序列。通过病毒拯救得到表达外源标签TAP的重组流感病毒WSNPA-TAP,并对拯救出的重组病毒进行生物学鉴定。【结果】成功拯救出重组流感病毒并命名为WSN PA-TAP。重组病毒基因组测序表明重组病毒的序列正确,利用RNA银染技术观察到重组病毒的全基因组片段。重组流感病毒WSN PA-TAP在MDCK细胞上测定生长曲线,发现该重组病毒的复制能力比野生型WSN弱;Westernblotting检测到PA-TAP融合蛋白的表达,其分子质量为96 kDa。【结论】成功拯救出能够表达外源标签TAP的重组流感病毒WSN PA-TAP,为筛选与甲型流感病毒聚合酶有关的宿主蛋白的研究提供了新思路,同时也为以甲型流感病毒为载体携带外源基因的探索提供了重要依据。     

介导BLM解旋酶细胞核定位的关键氨基酸位点鉴定

BLM解旋酶是人RecQ DNA解旋酶家族重要成员之一,在机体的DNA复制、重组、损伤修复以及维护基因组稳定性等方面发挥重要作用。早期研究表明,BLM解旋酶通过自身携带的核定位信号（nuclear localization signal, NLS）进入细胞核,但是介导其细胞核定位的关键氨基酸位点尚不清楚。本研究构建了BLM解旋酶C端(aa642 1417)截短体克隆,首先通过截短表达的方法确证其NLS结构域。在此基础上,构建重组真核表达载体pEGFP NLS/BLM NES/Rev,通过观察BLM NLS碱性氨基酸位点突变对EGFP NLS/ BLM NES/Rev融合蛋白细胞核定位的影响,以此快速鉴定NLS中介导BLM解旋酶细胞核定位的关键氨基酸位点。结果表明,BLM(aa642 1417) C端截短体具有与全长BLM解旋酶相同的细胞核定位,同时确证1344RSKRRK1349是BLM解旋酶NLS结构域的活性位点,且具有与SV40 NLS相同的核输入能力。氨基酸位点突变试验结果表明,R1344A、K1346A、R1348A和K1349A点突变均减少了EGFP NLS/BLM NES/Rev和EGFP BLM(642 1417)融合蛋白的细胞核定位。因此,这4个位点是介导BLM解旋酶细胞核定位的关键氨基酸位点。此结果为后续研究BLM解旋酶细胞核定位的分子机制奠定了基础。     

Rescue and preliminary application of a recombinant newcastle disease virus expressing green fluorescent protein gene

Based on the complete genome sequence of Newcastle disease virus (NDV) ZJI strain, seven pairs of primers were designed to amplify a cDNA fragment for constructing the plasmid pNDV/ZJI, which contained the full-length cDNA of the NDV ZJI strain. The pNDV/ZJI, with three helper plasmids, pCIneoNP, pCIneoP and pCIneoL, were then cotransfected into BSR-T7/5 cells expressing T7 RNA polymerase. After inoculation of the transfected cell culture supernatant into embryonated chicken eggs from specific-pathogen-free (SPF) flock, an infectious NDV ZJI strain was successfully rescued. Green fluorescent protein (GFP) gene was amplified and inserted into the NDV full-length cDNA to generate a GFP-tagged recombinant plasmid pNDV/ZJIGFP. After cotransfection of the resultant plasmid and the three support plasmids into BSR-T7/5 cells, the recombinant NDV, NDV/ZJIGFP, was rescued. Specific green fluorescence was observed in BSR-T7/5 and chicken embryo fibroblast (CEF) cells 48h post-infection, indicating that the GFP gene was expressed at a relatively high level. NDV/ZJIGFP was inoculated into 10-day-old SPF chickens by oculonasal route. Four days post-infection, strong green fluorescence could be detected in the kidneys and tracheae, indicating that the recombinant GFP-tagged NDV could be a very useful tool for analysis of NDV dissemination and pathogenesis.     

Rescue and Preliminary Application of a Recombinant Newcastle Disease Virus Expressing Green Fluorescent Protein Gene

Based on the complete genome sequence of Newcastle disease virus (NDV) ZJI strain, seven pairs of primers were designed to amplify a cDNA fragment for constructing the plasmid pNDV/ZJI, which contained the full-length cDNA of the NDV ZJI strain. The pNDV/ZJI, with three helper plasmids, pCIneoNP, pCIneoP and pCIneoL, were then cotransfected into BSR-T7/5 cells expressing T7 RNA polymerase. After inoculation of the transfected cell culture supernatant into embryonated chicken eggs from specific-pathogen-free (SPF) flock, an infectious NDV ZJI strain was successfully rescued. Green fluorescent protein (GFP) gene was amplified and inserted into the NDV full-length cDNA to generate a GFP-tagged recombinant plasmid pNDV/ZJIGFP. After cotransfection of the resultant plasmid and the three support plasmids into BSR-T7/5 cells, the recombinant NDV, NDV/ZJIGFP, was rescued. Specific green fluorescence was observed in BSR-T7/5 and chicken embryo fibroblast (CEF) cells 48h post-infection, indicating that the GFP gene was expressed at a relatively high level. NDV/ZJIGFP was inoculated into 10-day-old SPF chickens by oculonasal route. Four days post-infection, strong green fluorescence could be detected in the kidneys and tracheae, indicating that the recombinant GFP-tagged NDV could be a very useful tool for analysis of NDV dissemination and pathogenesis.     

口蹄疫病毒结构蛋白VP1容忍外源标签的能力

【目的】利用口蹄疫病毒的反向遗传操作技术,构建含不同外源标签口蹄疫病毒的全长克隆,鉴定口蹄疫病毒结构蛋白VP1容忍不同外源标签的能力。【方法】通过融合PCR技术,在FMDV O/HN/93全长感染性克隆的VP1 G-H环分别引入V5、TC12、KT3、3FLAG外源标签,构建全长质粒。全长质粒经Not I线化后转染表达T7 RNA聚合酶的稳定细胞,拯救重组病毒。RT-PCR、序列测定、间接免疫荧光鉴定病毒,噬斑和一步生长曲线分析重组病毒的生物学特性。【结果】成功拯救到表达V5或KT3表位标签的重组病毒,未能拯救到表达TC12或3×FLAG的重组病毒。V5和KT3表位标签的插入均影响了口蹄疫病毒的复制能力。【结论】重组口蹄疫病毒的成功拯救为未来标记疫苗以及口蹄疫病毒作为表达载体等的研究奠定了基础。     

The Compensatory G88R Change Is Essential in Restoring the Normal Functions of Influenza A/WSN/33 Virus Matrix Protein 1 with a Disrupted Nuclear Localization Signal

G88R emerged as a compensatory mutation in matrix protein 1 (M1) of influenza virus A/WSN/33 when its nuclear localization signal (NLS) was disrupted by R101S and R105S substitutions. The resultant M1 triple mutant M(NLS-88R) regained replication efficiency in vitro while remaining attenuated in vivo with the potential of being a live vaccine candidate. To understand why G88R was favored by the virus as a compensatory change for the NLS loss and resultant replication deficiency, three more M1 triple mutants with an alternative G88K, G88V, or G88E change in addition to R101S and R105S substitutions in the NLS were generated. Unlike the other M1 triple mutants, M(NLS-88R) replicated more efficiently in vitro and in vivo. The G88R compensatory mutation not only restored normal functions of M1 in the presence of a disrupted NLS but also resulted in a strong association of M1 with viral ribonucleoprotein. Under a transmission electron microscope, only the M1 layer of the M(NLS-88R) virion exhibited discontinuous fingerprint-like patterns with average thicknesses close to that of wild-type A/WSN/33. Computational modeling suggested that the compensatory G88R change could reestablish the integrity of the M1 layer through new salt bridges between adjacent M1 subunits when the original interactions were interrupted by simultaneous R101S and R105S replacements in the NLS. Our results suggested that restoring the normal functions of M1 was crucial for efficient virus replication.