生物信息学分析人类病毒互作广谱蛋白的特征

了解病毒与人类蛋白的相互作用对于理解病毒感染宿主机制非常重要，已有研究主要集中在病毒如何进入宿主细胞、复制、扩散和致病等方向上，对病毒与人类蛋白的相互作用模式缺乏系统研究。本研究中我们构建了迄今为止最全面的病毒与人类之间的蛋白相互作用网络，涵盖来自218种病毒的1 674种蛋白与来自人类的13 724种蛋白的108 832对蛋白相互作用；在此基础上鉴定出109个至少与12种病毒家族存在蛋白相互作用的人类蛋白，定义为人类的病毒互作广谱蛋白（简称广谱蛋白）；从结构、功能、蛋白互作网络以及组织表达量等四个方面系统地分析了广谱蛋白的特征，发现广谱蛋白相较于非广谱蛋白以及其它人类蛋白具有更密集的转角结构、更多的结构域、更高的网络中心度和组织表达量，表明它们可能在病毒感染宿主过程中起着重要作用。本研究有助于加深我们对于病毒感染人类模式的理解，同时也对进一步探究病毒与疾病之间的关联有一定的帮助。     

与PRRSV nsp11互作的宿主细胞蛋白鉴定及生物信息学分析

【目的】研究猪繁殖与呼吸综合征病毒(Porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV)nsp11与宿主细胞蛋白之间的相互作用,对于揭示nsp11在病毒复制过程中发挥的功能至关重要。【方法】在病毒感染细胞的基础上,利用nsp11的单克隆抗体,采用免疫沉淀结合串联质谱的方法,筛选与PRRSV nsp11相互作用的宿主细胞蛋白,并对所筛选出的宿主细胞蛋白进行了GO注释、COG注释和KEGG代谢通路注释;选取筛选出的宿主细胞蛋白IRAK1,利用免疫共沉淀技术和激光共聚焦技术鉴定其与nsp11之间的相互作用。【结果】与空白对照组相比,病毒感染组中出现3条差异带;经质谱分析共筛选得到了201个与nsp11相互作用的宿主细胞蛋白,分别与蛋白质代谢、细胞信号通路转导以及病原致病性等密切相关;在生物信息学分析的基础上,实验验证了nsp11确与宿主细胞蛋白IRAK1进行相互作用。【结论】鉴定出与PRRSV nsp11相互作用的宿主细胞蛋白,生物信息学分析显示它们在病毒的复制和致病过程中发挥重要作用。研究结果为探究nsp11的生物学功能指明了方向,也为研究宿主细胞蛋白与病毒蛋白间的相互作用及其调控病毒复制和致病性的分子机制奠定了基础。     

病毒感染引发细胞凋亡

本文综述了引起细胞凋亡的病毒以及它们相关的基因和蛋白;并从细胞和病毒之间的相互作用关系的角度出发,认为凋亡是机体对付病毒感染的一种抗病毒的防御机制;病毒病在相当程度上是细胞凋亡异常所致;据此可以找出治疗病毒感染的新途径。     

病毒感染影响宿主细胞代谢研究进展

作为专性的细胞内寄生物,病毒没有独立代谢的能力,因此完全依赖于宿主细胞的代谢机制。病毒利用宿主细胞代谢网络提供的能量和生物合成前体物质来驱动其复制、装配和释放。因此,病毒挟持宿主细胞代谢以实现自身的复制和增殖。此外,病毒还可以通过编码辅助代谢基因(auxiliary metabolic genes,AMGs)调控宿主的细胞代谢,影响碳、氮、磷、硫循环,参与微生物驱动的生物地球化学循环。本文主要从细胞葡萄糖代谢、谷氨酰胺代谢、脂肪酸代谢、病毒AMGs调控宿主代谢影响生物地球化学循环4个方面总结病毒感染对宿主核心代谢途径影响的研究,以期为深入理解病毒-宿主相互作用提供参考,也将为通过代谢干预治疗病毒性疾病提供一定的理论依据。     

病毒辅助代谢基因的研究进展

病毒通过影响微生物的营养循环、生物多样性和遗传信息传递等,在全球海洋的生物地球化学循环中发挥关键作用。病毒还可以控制微生物的群落组成、关键代谢过程等,这些依赖于病毒基因组上的辅助代谢基因(auxiliary metabolic genes,AMGs)。AMGs在病毒感染宿主的过程中表达并参与调控宿主的代谢过程。病毒基因组中的AMGs包括中央碳代谢、氮代谢、磷和硫循环、核苷酸代谢以及与氧化应激反应相关的基因。AMGs有利于子代病毒更高效地组装和释放,对于病毒种群的繁衍具有重要意义,同时对病毒-宿主相互作用机制的研究产生重要影响。本文针对病毒辅助代谢基因的起源、类别及其重要的生态作用进行简要综述,以期为进一步阐明病毒在不同生态系统中的功能提供依据。     

小RNA病毒受体的研究进展

病毒与宿主间的相互作用位点为病毒感染细胞提供可能性,位于宿主细胞上的结合位点称作受体。目前在宿主细胞的免疫球蛋白超家族、低密度脂蛋白受体家族、补体家族和整联蛋白细胞粘附分子家族等中陆续发现了小RNA病毒的受体。了解各个受体的利用情况,对理解病毒感染机制、宿主嗜性和抗病毒机理有重要意义。本文主要就已证实的小RNA病毒受体进行分类概述,以期为深入研究小RNA病毒的致病机理及其防控提供参考。     

病毒感染蛋白质组学研究进展

病毒的侵入会导致宿主细胞蛋白表达模式的改变,这种改变将影响宿主细胞的正常生理功能并决定病毒的致病进程和结果.因此,病毒感染蛋白质组学研究有助于揭示病毒与宿主的相互作用机制和病毒的分子致病机制,以及寻找病毒早期感染的分子标记、建立早期诊断方法、评价治疗效果和预后.本文介绍了病毒感染蛋白质组学研究技术、病毒诱导宿主细胞蛋白质组改变和病毒感染宿主血清差异蛋白质组等方面的研究进展.     

细胞自噬与病毒感染关系的研究进展

细胞自噬是一种存在于真核细胞内的溶酶体依赖性降解途径,是细胞的一种先天免疫机制。该机制可帮助细胞对破损细胞器进行降解,并将降解后的生物大分子等营养物质重新提供给细胞进行物质的重新利用。病毒侵入宿主细胞后细胞启动自噬系统进行自我吞噬并以此来保护机体将病毒对机体的损害降到最低。但研究发现部分病毒在侵染宿主细胞后也可利用细胞的自噬机制来加速自身在胞内的复制。由此可见病毒与细胞自噬间的相互作用是一个复杂且多向化的过程。为对自噬与病毒感染之间的关系进行更进一步的探究,本综述从自噬的发生机制、自噬的检测方法、自噬与病毒感染的关系、病毒感染与抗肿瘤作用等方面进行了阐述。     

应激颗粒与病毒的相互制约

哺乳动物细胞受到热休克、氧化应激、营养缺乏或者病毒感染等环境压力时,能够迅速启动细胞的压力应答机制,终止细胞内的蛋白翻译,形成应激颗粒(stress granules, SGs)。SGs作为胞浆中翻译起始复合物的聚集产物,在细胞的基因表达和稳态中发挥着重要的作用,与细胞凋亡以及核功能具有密切联系。尤其是当病毒感染细胞时,SGs的形成可以使细胞内病毒蛋白翻译水平大大降低,从而抑制入侵病毒的复制。然而,病毒在长期进化过程中也衍生出了对抗细胞压力应答的相应机制,如与SGs关键组分相互作用,甚至切割等方式。本文对SGs的组成及诱发机制,特别是多种病毒诱导eIF2α磷酸化促成SGs组装的机制,以及病毒进化过程中形成的应对措施等方面进行了综述,旨在进一步阐释病毒感染与应激颗粒形成之间的相互影响和调控,为人们深入理解人体先天性免疫防御提供参考。     

核糖体谱测序在病毒学研究中的应用

核糖体谱测序结合了RNA深度测序和核酸酶足迹技术,可同时检测细胞内全部基因的转录和翻译。用此方法检测被病毒感染的细胞,不但有可能发现新的病毒蛋白,完善病毒基因组注释,而且还可能发现新的基因翻译现象,为研究翻译机制指明方向。同时,该方法能够检测到被病毒感染后宿主翻译水平的动态变化,为研究病毒和宿主之间的相互作用提供线索。目前,学者已经利用核糖体谱测序法分析了6个DNA病毒和4个RNA病毒感染细胞后翻译相关的特征。本文对核糖体谱测序方法在病毒学中的相关研究进行总结和分析,希望为广大病毒学研究者提供新的方法与思路。     

microRNA与病毒感染

microRNA是一类新近发现的由20-23个核苷酸构成的非编码RNA分子,它在生命进程中起着重要作用.病毒的复制和繁殖依赖于宿主细胞,而且对细胞环境的变化敏感.研究表明宿主和病毒都可以编码microRNA,病毒可通过小RNA介导的干扰作用影响宿主细胞,也能利用自身的"独特战略"改变宿主细胞从而满足自己生存的需求,所以,宿主与病毒间存在microRNA-mRNA相互作用的机制.尽管时microRNA与病毒感染的关系研究时间不长,但目前的研究结果为我们理解病毒和宿主之间的相互作用提供了一条途径,并为寻找病毒感染的生物标志物和治疗方法提供了新的思路.     

代谢在宿主抗病毒天然免疫的重要作用

抗病毒天然免疫是宿主抗病毒感染的第一道防线。研究证明,病毒感染时,几乎所有细胞都能诱导I型干扰素(IFN-I)及其下游的干扰素刺激基因(ISG)的表达,进而介导宿主的抗病毒天然免疫。最新研究发现,细胞组分,尤其是脂质代谢几乎可以促进病毒复制周期的所有阶段,包括病毒与宿主细胞的初始相互作用、囊膜与细胞膜融合、病毒组装和出芽等。这些阶段均是宿主抗病毒天然免疫的作用靶点,也是预防和治疗病毒感染的有效途径。因此,细胞代谢(尤其是脂代谢)在病毒感染诱导的天然免疫中必定发挥极为关键的作用。代谢在抗病毒天然免疫中作用的研究,必将为预防和治疗病毒感染新途径和新方法的开发提供新的思路。综述将重点探讨代谢在线粒体、过氧化物酶体和少数ISG参与的抗病毒天然免疫中的作用。     

病毒感染中细胞自噬研究进展

细胞自噬是一种依赖于溶酶体的细胞内降解途径,用于细胞维持内环境的稳态.自噬广泛存在于真核细胞的生理、病理过程中.研究发现自噬与病毒之间的相互作用是一个复杂且多向化的过程,一方面自噬能够参与机体免疫应答、发挥抗病毒效应;另一方面,细胞的自噬机制也可被病毒操纵,以利于其自身复制.本文对近年来细胞自噬与病毒感染的相互作用进展,尤其是病毒如何调控自噬以促进其复制和致病的机制加以综述.     

疱疹病毒蛋白激酶功能的研究进展

丝氨酸／苏氨酸激酶存在于所有已知的疱疹病毒中,它们具有多种功能,参与病毒感染的整个过程,尤其是病毒与机体的相互作用。主要阐述了两类保守的疱疹病毒丝氨酸／苏氨酸激酶（单纯疱疹病毒HSV的ULl3激酶和US3激酶）在病毒感染过程的重要作用。两者都参与调控细胞和病毒基因的表达,介导病毒衣壳出核以及免疫逃避。虽然这些激酶对病毒在体外培养细胞中复制的影响各不相同,但是对于病毒的毒力非常重要,因此,可用作抗病毒药物设计的靶位。     

白斑综合症病毒感染相关蛋白质相互作用的研究进展

白斑综合症病毒（white spot syndrome virus,WSSV）是危害对虾的主要病原,给全球水产养殖业带来了巨大经济损失,但至今仍未发现有效的防治方法。研究病毒与宿主的相互作用对于深入了解病毒的致病机理和宿主的免疫机制,从而寻找合适的抗病毒措施具有非常重要的理论意义和实际应用价值。该文主要介绍了蛋白质相互作用的研究方法,以及WSSV病毒蛋白之间、病毒—宿主蛋白之间和宿主蛋白之间相互作用的研究进展,为有效地防治WSSV及相关科研提供参考。     

环境致癌物与病毒协同致癌作用的研究进展

癌症是威胁人类健康的重大疾病,其发病与环境、病原体、遗传和生活方式等多种因素有关。环境致癌物是诱发癌症的重要因素之一,如多环芳烃、亚硝胺和霉菌毒素等均为环境中广泛存在的典型致癌物,它们在体内经过代谢活化后导致DNA损伤最终诱发癌症。病毒感染也是人类癌症发病的重要原因,如乙肝病毒(HBV)和丙肝病毒(HCV)能够诱发肝癌;EB病毒(EBV)在鼻咽癌的发生过程中起关键作用;人乳头瘤病毒(HPV)与宫颈癌和食管癌有关。然而,由于癌症发病机制复杂,仅考虑单一因素往往难以进行合理的解释。因此,明确不同致癌因素之间的协同作用对于揭示致癌作用机制具有重要意义。本文综述了近年来有关环境致癌物与病毒协同致癌作用的研究,以期为深入阐明肿瘤发生和发展的作用机制找到新的突破口,进而为相关癌症的防治提供新策略。     

丙型肝炎病毒受体及其感染机制

病毒与宿主细胞的吸附是病毒感染的第一步,其相互作用决定了病毒的宿主范围和组织、细胞的易感性。丙型肝炎病毒(HCV)受体的研究,对于阐明HCV的感染机制及感染模型具有重要意义。     

虫媒黄病毒亚基因组RNA

黄病毒是一大科人类致病性的单股正链RNA病毒。黄病毒包括登革病毒、西尼罗脑炎病毒及日本脑炎病毒等成员,主要径通过节肢动物的叮咬进行传播,即为虫媒黄病毒。研究发现,在虫媒黄病毒复制过程中,除病毒基因组正链RNA、互补的负链RNA及两者的杂合RNA分子外,在病毒感染细胞后还能产生一种病毒亚基因组RNA(subgenomic RNA,sgRNA)。近年对这种sgRNA展开了比较多的研究,结果表明,其产生机制与已知的其他病毒sgRNA产生机制并不相同。该sgRNA的产生与虫媒黄病毒基因组3’非编码区所形成的保守二级结构有关,同时宿主核酸酶对其的不完全降解亦有重要作用。虫媒黄病毒基因组3’非编码区中带有多个与病毒复制相关的RNA元件,而sgRNA的发现有助于全面地认识病毒RNA与宿主RNA代谢途径间的相互作用,为最终阐明病毒的致病机制奠定基础。     

利用酵母双杂交系统筛选与人巨细胞病毒皮层蛋白pUL23相互作用的病毒编码蛋白

人巨细胞病毒(HCMV) UL23基因编码病毒皮层蛋白,该基因缺失时,病毒在人包皮成纤维细胞(HFF)中的繁殖速度加快.为进一步阐述HCMV UL23基因编码产物 pUL23的功能及调控机制,采用鸟枪法构建了融合于GAL4活性区域的HCMV Towne株 基因组随机表达文库.利用酵母双杂交技术,以pGBKT7 -UL23为诱饵质粒,从构建 的HCMV基因组表达文库中筛选到与pUL23相互作用的病毒编码蛋白pUL24. GST-pull down实验和免疫共沉淀实验进一步确认两种病毒蛋白之间的相互作用.结果 表明,构建的HCMV基因组表达文库能够用于GAL4酵母双杂交系统筛选与诱饵蛋白相互作用的病毒自身编码蛋白.病毒蛋白pUL23和pUL24之间具有相互作用,这为进一 步阐述pUL23在HCMV感染过程中的功能提供依据.该研究为揭示HCMV病毒感染机制奠定了基础.     

风疹病毒衣壳蛋白与宿主细胞相互作用蛋白的初步筛选及分析

风疹病毒(Rubella virus,RV)的衣壳蛋白(Capsid protein,CP)不仅是病毒颗粒的重要组成部分,而且还可以通过与宿主蛋白之间的相互作用来调控病毒的转录和复制.为了系统研究衣壳蛋白与宿主蛋白之间的相互作用关系,我们从RV基因组中克隆获得衣壳蛋白基因序列,将该序列导入含有eXact-6His串联亲和纯化标签的慢病毒表达载体中,并构建了稳定表达eXact-6His-Capsid融合蛋白的293T细胞系.通过eXact和6His标签的两次亲和纯化获得衣壳蛋白相互作用蛋白复合物,质谱检测并筛选后发现22个可能与衣壳蛋白相互作用的宿主蛋白.随后构建衣壳蛋白的相互作用网络并进行功能学分析,发现其相互作用蛋白主要参与病毒感染、RNA剪切、细胞凋亡及酶相关通路等过程.