RNA病毒快速进化的遗传机制

地区:上海市 宝山区

关键词:山东师范大学;山东省农业科学院奶牛研究中心

成果类型:其它

成果领域:生物与新医药

成果编号:A2021061000004418

成果描述:

RNA病毒严重威胁着人和动物健康。它们快速进化导致防控此类疾病极其困难,故全面了解其进化的遗传机制具有重要意义。病毒同源重组是指基因组在复制过程中,通过模板转换的方式,一个病毒从另一个病毒获得遗传信息,导致其快速进化的遗传机制。直到上世纪90年代,才认识RNA病毒间的重组。由于发现重组有一定技术壁垒,它对正链RNA病毒产生的影响容易被忽视;双链RNA病毒间的重组很少被报道;负链RNA病毒的基因组以核蛋白形式存在,能否发生重组争议较大,有些研究者甚至认为负链RNA病毒在自然状态下不能发生重组。为了深入了解病毒间重组,特别是减毒疫苗参与的重组对RNA病毒进化的影响,该项目在探索重组对负链RNA以及双链RNA病毒进化影响的同时,也研究了疫苗接种驱动RNA病毒快速进化的遗传机制。现将取得的主要成绩总结如下: 揭示了重组是驱动甲型流感病毒等负链RNA病毒进化的主要动力: (1) 首次发现了猪流感病毒和人流感病毒的基因内重组;并从广西分离的禽流感病毒中,鉴定了几个分离株的内基因包含了H5N1和H9N2流感病毒的重组子;有些重组子基因被某些流感病毒从1918年保留到2009年,其中M基因中的重组可能还涉及到1918年西班牙流感病毒的跨种传播。 (2) 首次确定了新发病病毒发热伴血小板减少综合征病毒的形成过程中,重组亦扮演了重要角色,导致该病毒产生了广泛的遗传多样性,并且,出现了因为基因内重组而形成的新型优势株。 (3) 首次报道了新城疫病毒的疫苗能潜在地与流行株间重组,提醒课题组在临床上不得不关注疫苗使用的隐患。 (4) 首次从野外流行的狂犬病毒中分离出了携带重组子基因的毒株,为证明同源重组是驱动负链RNA病毒快速进化的遗传机制提供了重要证据。 发现了重组能影响蓝舌病毒等双链RNA病毒的生物学性状: (1) 首次报道了蓝舌病病毒间的重组加速了该病毒的进化,并发现重组子病毒在不同国家流行,这一研究使课题组能全面认识该病毒快速进化的遗传机制。 (2) 首次报道了鸡传染性法氏囊病病毒间的基因内重组机制,并且发现在中国和韩国流行的法氏囊病毒基因组中,有病毒家族携带着相同的重组子基因节段。 系统阐述了疫苗接种在多方面影响RNA病毒的进化历程: 减毒疫苗在预防动物病毒性疾病起到了至关重要的作用,而疫苗接种对病毒的进化的影响却很少关注,课题组的研究表明: (1) 包括甲型流感、新城疫、法氏囊病毒在内的多种疫苗可以与野外病毒重组而改变病毒的进化途径。法氏囊病毒减毒疫苗甚至能通过与野外病毒重组后而出现而返祖现象。 (2) 尽管猪瘟兔化毒被认为是最安全有效疫苗,但免疫接种的猪瘟兔化毒减毒疫苗能通过与流行株重组,提供免疫选择压力,而改变RNA病毒种群大小,进化速率和进化方向。 在提交的20篇主要SCI论文中,8篇代表性论文发表在MolBiolEvol.,JVirol.,Virology等病毒学或进化生物学国际著名杂志上。被国内外同行广泛引用,他引论文来自于包括LancetInfectiousDiseases、JVirol.等重要学术刊物,单篇论文最高被他引次数为78次,为RNA病毒性疾病防控提供了重要的理论依据。
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