过表达草地贪夜蛾Torsin蛋白突变体对杆状病毒AcMNPV侵染的影响

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杆状病毒是一类广泛存在于自然界的双链、大分子DNA囊膜病毒。目前,该类病毒作为安全的生物杀虫剂与表达载体系统广泛应用于害虫生物防治、外源基因表达及哺乳动物细胞转导。苜蓿银纹夜蛾核多角体病毒(Autographa californica multiple nucleopolyhedrovirus,Ac MNPV)是研究较深入的杆状病毒代表性种类。在感染过程中,Ac MNPV出芽型病毒粒子(Budded virions,BVs)通过网格蛋白介导的内吞途径进入宿主细胞。核衣壳在胞质中借助肌动蛋白推力通过核孔进入细胞核复制。随后,一部分子代核衣壳从核膜释放进入胞质并最终从质膜出芽形成感染性BV。在侵染过程中,病毒与宿主细胞核膜相关因子的互作关系尚不清楚。Torsin是一类定位于内质网和核膜的的AAA ATP酶,可能调控核膜重构及核孔形成。本文拟克隆草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)Torsin基因,并在Sf9细胞中转染探究其在杆状病毒Ac MNPV侵染循环中的作用,对揭示杆状病毒BV形成分子机制具有重要意义。本研究首先克隆了草地贪夜蛾Torsin基因。序列分析表明,哺乳动物(如人类)编码5个Torsin蛋白,而较低等的线虫和昆虫则编码单一Torsin。草地贪夜蛾Torsin基因的ORF为1053 bp,预测其编码蛋白的分子量为40.02 k Da。转录分析表明,Torsin在Ac MNPV感染草地贪夜蛾Sf9细胞后的1-3 h内转录水平显著上调,1-18 h内均维持较高的表达水平,表明其可能在Ac MNPV侵染Sf9细胞的早期阶段发挥了一定作用。通过构建Torsin的显性负性突变体瞬时表达质粒,在Sf9细胞中瞬时过量表达GFP标签的Torsin显性-负性突变体GFP-TorsinE182Q或GFP-Torsind E309使病毒滴度下降了约70倍,显著抑制Ac MNPV感染性子代病毒粒子BV的产量,揭示宿主细胞Torsin与Ac MNPV侵染有关。通过重组bacmid表达GFP标签的Torsin及其突变体发现,过量表达Torsin突变体相较对照及野生型的病毒滴度并没有显著差异,意味着Torsin并未参与杆状病毒Ac MNPV子代病毒粒子BV的出芽释放过程。综上所述,推测宿主细胞Torsin与Ac MNPV侵染的早期阶段有关。关于Torsin与Ac MNPV BV侵染的关系及其可能的分子机制仍需深入研究。
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