我科学家破解非洲猪瘟病毒颗粒三维结构

光明网讯(记者赵清健)10月18日,中国科学院生物物理研究所饶何姿、王祥喜团队和哈尔滨兽医学院布志高团队在国际学术期刊《科学》上联合发表了一篇题为“非洲猪瘟病毒的构建及其在病毒组装中的应用”的学术论文。该研究新鉴定了非洲猪瘟病毒的多种结构蛋白,建立了主要衣壳蛋白p72等原子模型,揭示了非洲猪瘟病毒的多种潜在保护性抗原和关键表位信息,阐述了结构蛋白的复杂排列和相互作用模式,提出了非洲猪瘟病毒可能的组装机制, 为揭示非洲猪瘟病毒侵入宿主细胞、逃避和抵抗宿主抗病毒免疫的机制提供了重要线索,为开发新型高效、高安全性的非洲猪瘟疫苗奠定了坚实的基础。

非洲猪瘟病毒的整体结构(左:5层视图;右图:衣壳层的整体结构)

非洲猪瘟是由非洲猪瘟病毒在家猪和野猪中引起的一种急性、热且高度接触的动物传染病。所有品种和年龄的猪都可能被感染,发病率和死亡率可达100%。世界动物卫生组织将其列为合法报告的动物疾病,中国也将其列为一类动物疾病。2018年8月3日,农业和农村事务部信息办公室报告了中国首例非洲猪瘟疫情。这种病毒很快传播到全国大部分地区,造成了巨大的经济损失。目前,迫切需要开发有效的疫苗和防疫方法来控制和预防非洲猪瘟。

非洲猪瘟病毒是一种古老的病毒,1921年首次在肯尼亚发现,已有大约100年的历史。在过去的100年里,非洲猪瘟病毒已经从非洲传播到欧洲、南美、亚洲等国家。在过去的一年里,非洲猪瘟病毒的传播速度明显加快,呈增长趋势。根据国际动物卫生组织报告的数据,2019年1月至10月期间,有26个国家爆发或正在爆发非洲猪瘟,包括13个欧洲国家、10个亚洲国家和3个非洲国家,其中几个亚洲国家受到特别影响。中国是世界上最大的猪肉生产国和消费国。养猪业在国民经济发展和人民生活中发挥着不可替代的作用。做好非洲猪瘟病毒的基础研究和非洲猪瘟的防控具有重要意义。

据了解,该研究已成功分离出目前在中国爆发的非洲猪瘟病毒流行株。由于病毒的巨大规模,数据收集是一个特别巨大的挑战。科学家在上海科技大学电子显微镜平台上连续四个月收集高质量数据,并获得了100多吨海量数据。首次采用单粒子三维重建方法分析了非洲猪瘟病毒全粒子的三维结构。阐明了非洲猪瘟病毒独特的五层(外膜、衣壳、双层内膜、核壳和基因组)的结构特征。病毒颗粒含有30,000多个蛋白质亚单位,组装成直径约260纳米的球形颗粒,是目前分析近原子分辨率结构的最大病毒颗粒。

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