禽传染性支气管炎病毒非结构蛋白16的生物学功能研究

来源 :长江大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:jimmy7872
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
禽传染性支气管炎病毒(Infectious bronchitis virus,IBV)引起禽类传染性支气管炎,严重影响禽类养殖业的发展。IBV属于冠状病毒科γ冠状病毒属,为正向单链RNA病毒,基因组大小约为27.6kb。IBV与其它冠状病毒编码的非结构蛋白16(nsp16)具有2’-O-甲基转移酶(2’-O-MTase)活性,与病毒免疫逃逸机制相关。冠状病毒nsp16酶活性中心均由保守的赖氨酸-天冬氨酸-赖氨酸-谷氨酸(KDKE)四个氨基酸残基组成,将其中的D突变为A(丙氨酸)会导致nsp16 2’-O-MTase活性的丧失。本研究旨在利用反向遗传学方法,对IBV nsp16 2’-O-MTase活性中心的D128氨基酸进行突变,使其2’-O-MTase活性丧失,构建并获得含IBV nsp16点突变D128A的重组病毒,通过生物学特性分析和转录组学分析,明确IBV nsp16的生物学功能。结果如下:1、以IBV-P65为遗传背景,利用已建立的IBV反向遗传学方法,分别构建并获得了重组病毒rIBV和含IBV nsp16点突变D128A的重组病毒IBV-D128A。2、以rIBV为对照病毒,通过噬斑试验,病毒生长曲线测定,RT-PCR及Western blot比较分析IBV-D128A的生物学特性。实验结果如下:(1)噬斑试验结果显示感染Vero细胞5d后,IBV-D128A的噬斑平均直径为0.54±0.12 mm,而rIBV的噬斑直径为1.20±0.23 mm,表明突变体病毒D128A的致病力明显降低;(2)两种病毒感染Vero细胞呈现出相似的生长走势,其滴度均在感染24h时达到峰值,但在相同的感染时间点,IBV-D128A的滴度均低于rIBV;(3)半定量RT-PCR检测两种病毒分别感染Vero细胞24h、36h、48h后病毒RNA的合成量,发现rIBV与IBV-D128A的RNA相对表达量比值为1.70、1.43和1.28,表明感染相同的时间,IBV-D128A的核酸表达量低于rIBV;(4)Western blot检测两种病毒感染Vero细胞24 h和36 h后病毒纤突蛋白(spike protein)的表达量,发现感染同样的时间,IBV-D128A的蛋白表达量略低于rIBV。上述结果表明,IBV nsp16的2’-O-MTase酶活性并非为IBV复制所必需,但点突变D128A引起的该酶酶活性的丧失会导致病毒复制降低,致病力明显减弱。3、为了了解IBV感染对宿主基因表达的调控作用,RT-PCR检测rIBV与IBV-D128A分别感染H1299和DF-1细胞相同时间后细胞因子或其它抗病毒基因的表达情况。结果表明两种病毒感染H1299细胞后,细胞内β干扰素IFN-β、白细胞介素6(IL-6)和8(IL-8)的表达未见明显变化。但两种病毒感染DF-1细胞后,发现很多细胞因子或蛋白如IFNγ、IFNα、信号传导子及转录激活子1(Signal transducer and activator of transcription 1,STAT1)、干扰素刺激基因12(Interferon-stimulated gene 12,ISG12)、SOCS3(suppressor of cytokine signaling)、OASL(2′-5′-oligoadenylate synthetase-like)、RSAD2(radical S-adenosylmethionine domain containing 2)、IFITM1(IFN-induced protein with tetratricopeptide repeats 1)都有不同程度的表达,其中,两种病毒感染能上调DF-1细胞IFNγ、STAT1、SOCS3、OASL和RSAD2的表达。结果表明IBV感染DF-1细胞能激活IFNγ信号通路,继而诱导抗病毒相关基因SOCS3、OASL和RSAD2的表达。4、为了明确IBV-D128A致病力降低的机制,揭示2’-O-MTase生物学功能,我们对IBV-D128A和rIBV病毒分别感染DF-1细胞24 h后的RNA样品进行了转录组学分析。结果显示:(1)rIBV和IBV-D128A分别感染DF-1细胞24h后,差异表达的基因(DEG)总共有883个,其中IBV-D128A感染上调的基因有487个,下调的基因有396个;(2)对差异表达基因进行数据库的功能注释,总共得到注释的基因有799个,具体注释到相应功能数据库的类别及个数分别为:COG为292个、GO为725个、KEGG为491个、KOG为531个、NR为777个、Swiss-prot为749个、eggNOG为785个;(3)883个差异表达基因中有725个注释到生物学过程(Biological Process)、分子功能(Molecular Function)和细胞组分(Cellular Component)三大GO分类中;(4)883个差异表达基因中,292个在COG数据库的25类基因功能之中得到注释。其中注释到常规预测(General function prediction only)功能上的差异表达基因为最多,共有104个,占比为25.68%;其次为复制、重组与修复(Replication,recombination and repair)上的差异表达基因为42个,占比为10.37%;与信号转导机制(Signal transduction mechanisms)相关的差异表达基因为32个,占比为7.9%;(5)将883个差异表达基因,注释到与代谢通路KEGG数据库中,发现共有491个DEGs被注释到50个代谢通道上。其中,细胞进程(Cellular Processes)网络中有9条通路共76个DEGs;环境信息处理(Environment Information Processing)网络中有12条通路共106个DEGs;遗传信息处理(Genetic Information Processing)生物网络中有2条通路共11个DEGs;与人类疾病相关的网络有3条通路共43个DEGs;代谢相关的生物过程有14条通路102个DEGs;有机系统(Organismal System)生物网络有9条通路共64个DEG;(6)883个差异表达基因中总共得到151个和免疫有关的18条KEGG信号通道。涉及抗病毒免疫反应中的模式识别受体类、补体系统类、细胞因子类、细胞凋亡类等。通过KEGG模式图分析,发现IBV-D128A感染DF-1细胞后,识别外源dsRNA的TLRs家族中的TLR3和1型干扰素IFNβ明显上调表达,白细胞介素6(IL6)和IL-8上调表达,但IL-18下调表达;(7)关键蛋白的互作分析表明,可由干扰素诱导产生的抗病毒蛋白OASL(2’-5’-oligoadenylate synthetase-like,基因编号为ENSGALG00000013723)是个重要的节点,它可与12种发生互作。这些蛋白的鉴定及其生物学功能正在研究之中。综上所述,我们的研究结果证实了IBV非结构蛋白16的2’-O-甲基转移酶的酶活性并非为IBV复制所必需,但该酶酶活性的丧失会导致IBV复制水平降低,致病力明显减弱;结果也表明,IBV感染DF-1细胞可激活IFNγ信号通路,继而诱导抗病毒相关基因SOCS3、OASL和RSAD2的表达;另外,转录组学分析数据表明IBV-D128A感染DF-1细胞可上调与先天性免疫应答相关的细胞因子及蛋白基因的表达,说明IBV非结构蛋白16与病毒免疫逃逸有关。
其他文献
考辨字典古字俗字,得力于语言文字理论,但也不能忘了字典自身的体例规则.这些体例规则正是前人运用语言文字理论研究古字俗字的成果在字典中的规范体现.<龙龛手鉴>一书的&#39
功能梯度材料在许多领域有着重要的应用,如航空航天、核反应堆及医学领域等,通常应用环境复杂,温度变化极端。恶劣的应用环境,增加了功能梯度材料断裂失效的风险。由于材料制
家具设计中对材料视觉感观的选择,直接影响着家具感性设计评价的结果。本研究旨在为家具材料视觉感观的评价、优选以及创新,提供更加客观和量化的理论和方法。本文以感性工学
<正>失眠作为最常见的睡眠障碍,越来越困扰现代人的生活、工作和学习。失眠的诊断包括起始/维持睡眠障碍和白天的精力丧失,但在这一基本原则下失眠的诊断仍应继续深入以便指
来源于Ia型超新星观测、大尺度结构、宇宙微波背景各向异性谱和重子声学振荡等的观测数据表明宇宙当前正在加速膨胀。该加速膨胀现象不能够由标准模型中四大基本相互作用来解
以佛日契嵩《辅教篇·孝论》为中心,从契嵩的生平、历史背景、佛教孝道观的演变、对契嵩孝道观的分析和《孝论》的历史价值等方面入手,提出以下观点:⑴《孝论》既是对之前历
苏报讯(驻太仓首席记者 顾志敏)避税与反避税,是税企之间的一个博弈过程。少数大企业有意或无意地利用一些手段转移利润,玩避税“花头”,容易造成税收流失。为此,近年来,太仓市国税
报纸
20世纪以来,数学与实际生活的联系越来越多,发展学生的数学应用意识作为《数学课程标准》的基本理念之一,数学建模是培养学生应用意识的重要手段。在这样的前提下数学建模受
2007年3月28日上午9时,随着三颗信号弹腾空而起,本市今年首次大规模森林火灾扑救实战演习在昌平区某训练基地拉开帷幕。此次森林灾扑救实战演习首次启动了《北京市森林火灾扑
近年来随着智能材料与微机电设备技术的不断进步,出现了多种以智能材料作为传感器元件的损伤探测系统。本文选取压电陶瓷作为传感与激励元件,利用Lamb波对板材的结构健康状况进行实时监测,并提出新型能量供应模式,为自供电式结构健康监测系统的搭建提供指导。本文对铝板的结构健康监测中一系列相关内容进行研究,其主要研究工作包括:(1)通过弹性力学理论,完成Lamb波传播特性的力学建模,理论分析Lamb波的多模态