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傳染性法氏囊病病毒（IBDV）是雙RNA病毒科的重要代表。IBDV超強(qiáng)毒株可導(dǎo)致感染雞的中樞免疫器官法氏囊組織和B淋巴細(xì)胞嚴(yán)重?fù)p傷，使雞群發(fā)生嚴(yán)重的免疫抑制和60%以上的急性死亡。而由超強(qiáng)毒株致弱的弱毒株對(duì)雞不致病、不致死。IBDV強(qiáng)、弱毒株的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)差異尚未被解析，其組裝和入侵的分子機(jī)制也有待進(jìn)一步揭示。
近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所獸醫(yī)生物技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室禽免疫抑制病創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)和中國科學(xué)院生物物理研究所生物大分子國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在Science Bulletin上發(fā)表了“Cryo-EM structures of infectious bursal disease viruses with different virulences provide insights into their assembly and invasion”的研究論文。該研究利用冷凍電鏡三維重構(gòu)技術(shù)分別解析了IBDV超強(qiáng)毒株 Gx和弱毒株Gt全病毒的3.3 ?和3.2 ?的高分辨率結(jié)構(gòu)，揭示了不同毒力毒株關(guān)鍵結(jié)構(gòu)特征及其差異，闡釋了IBDV組裝和入侵相關(guān)機(jī)制。
本研究解析的IBDV T =13 全病毒結(jié)構(gòu)揭示了與病毒組裝穩(wěn)定性相關(guān)的重要結(jié)構(gòu)原件，發(fā)現(xiàn)具有保護(hù)性抗原作用的病毒衣殼蛋白VP2的N末端與鄰近的VP2三聚體S結(jié)構(gòu)域的β束SF相互作用，形成β折疊，將相鄰的VP2三聚體“拴”在一起；鄰近的VP2三聚體的P結(jié)構(gòu)域之間存在相互作用，該相互作用由IBDV不同毒株間保守的Q219和Q324介導(dǎo)；VP2的SDE loop因富含保守的疏水性氨基酸而在病毒顆粒偽六次軸處存在疏水相互作用。這些結(jié)構(gòu)有助于提高病毒組裝的穩(wěn)定性。
冷凍電鏡三維結(jié)構(gòu)解析發(fā)現(xiàn)，與IBDV超強(qiáng)毒株相比，弱毒株VP2 P結(jié)構(gòu)域的H253和T284之間形成氫鍵，并呈現(xiàn)正表面電勢，提示253/284突變以及相應(yīng)的表面電勢的改變，可能是不同毒株細(xì)胞嗜性改變導(dǎo)致病毒復(fù)制及致病性差異的重要機(jī)制。進(jìn)而發(fā)現(xiàn)，IBDV VP2蛋白結(jié)構(gòu)表面具有一個(gè)呈負(fù)表面電勢的凹槽，凹槽內(nèi)含有整合素結(jié)合基序IDA，在IBDV的入侵過程中發(fā)揮重要作用。本研究對(duì)于深入認(rèn)知IBDV強(qiáng)、弱毒及雙RNA病毒的組裝、侵染和致病機(jī)制有重要意義。
中國科學(xué)院生物物理研究所包珂巖博士和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所祁小樂研究員為論文共同第一作者，中科院生物物理研究所朱平研究員和中國農(nóng)科院哈爾濱獸醫(yī)研究所王笑梅研究員為共同通訊作者。該研究得到國家自然科學(xué)基金(U20A2061、31730023、31521002、32072852)、中國科學(xué)院戰(zhàn)略重點(diǎn)研究發(fā)展計(jì)劃（XDB37010100）、獸醫(yī)生物技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室重點(diǎn)項(xiàng)目(SKLVBF201702)、生物大分子國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目(2020KF12)等的資助。
文章鏈接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2095927321007611
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