小鼠肝炎病毒S蛋白稳定性与病毒适应性的关系及其表达机制的研究

小鼠肝炎病毒S蛋白稳定性与病毒适应性的关系及其表达机制的研究

论文摘要

冠状病毒(Coronavirus)是一类有包膜的、单股正链RNA病毒,它是目前已知基因组最大的RNA病毒,它可感染的宿主范围较广,包括人、鸟类及多种哺乳类动物,可引起上呼吸道、胃肠道、肝脏及中枢神经系统等疾病。由于2003年在我国局部地区爆发的严重急性呼吸道综合征(Severe Acute Respiratory Syndrome,SARS-CoV)和2012年在中东地区爆发的中东呼吸道综合征病毒(Middle East Respiratory Syndrome),MERS-CoV)引起人们对它的关注。冠状病毒的S蛋白(spike protein)是介导病毒进入宿主细胞的关键蛋白,本文主要从两个方面研究S蛋白对小鼠肝炎病毒(mouse hepatitis virus,MHV)A59生活周期的影响:第一、S蛋白的稳定性对病毒适应性的影响;第二、MHV是如何逃逸宿主细胞无义介导的RNA降解(nonsense-mediated mRNA decay,NMD)实现S蛋白表达的。包膜病毒通过病毒和细胞膜的融合进入细胞,这个过程是由病毒包膜蛋白和宿主受体之间的相互作用介导的。一般认为,小鼠肝炎病毒MHVA59的S包膜蛋白在跟受体结合前是处于亚稳态(metastable),并且S蛋白融合构象的激活受到严格的调控,因为过早的激活会导致病毒感染性的丧失。病毒包膜蛋白的稳定性对病毒的适应性有重要影响。在本论文中,我们发现,小鼠冠状病毒MHV-A59的S蛋白209位置的氨基酸对S蛋白的热稳定性有很大的影响,H209A突变体会显著提高S蛋白的热稳定性,但会显著降低病毒的适应性。该研究很好地解释了为什么MHV-A59在进化过程中在S蛋白的209位保留了为组氨酸,以维持合适的S蛋白稳定性从而提高病毒的适应性。在真核细胞中,有严格的mRNA质量控制系统,NMD通路是其中之一,它主要识别和降解具有提前终止密码子PTC(premature translation termination codon)的异常mRNA,但最近的研究发现,上游多个开放阅读框以及有较长的3’非编码区(UTR)的mRNA也可以被NMD识别和降解。冠状病毒的基因组和表达S、M以及E蛋白的亚基因组也拥有超长的3’UTR,与NMD所识别的底物十分相似。那么在MHV感染的细胞中,小鼠肝炎病毒S蛋白是如何逃避NMD识别监督机制实现表达的?在本论文中,我们发现MHV的N蛋白具有一定的抑制NMD功能,N蛋白跟宿主细胞的PTBP1蛋白有直接相互作用,而过表达PTBP1也能抑制NMD,敲低宿主PTBP1会显著降低病毒的滴度,最后我们还发现病毒的5’和3’ UTR对NMD通路有一定的抑制作用。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一部分
  •   第一章 前言
  •     1.1 PH对病毒与细胞膜融合的影响
  •     1.2 冠状病毒的简介
  •       1.2.1 冠状病毒的分类
  •       1.2.2 冠状病毒的生物学特征
  •       1.2.3 冠状病毒的危害
  •       1.2.4 小鼠肝炎病毒膜融合蛋白的概述
  •   第二章 材料与方法
  •     2.1.1 主要试剂及培养基
  •     2.1.2 主要仪器设备
  •     2.1.3 主要耗材
  •     2.1.4 菌株、质粒和细胞
  •     2.1.5 常用溶液的配方及配制
  •     2.1.6 细胞转染
  •     2.1.7 病毒生长曲线实验
  •     2.1.8 空斑法检测病毒滴度
  •     2.1.9 病毒竞争性抑制实验
  •     2.1.10 病毒热稳定性实验
  •     2.1.11 RNA提取
  •     2.1.12 纯化RNA模板后QPCR
  •     2.1.13 核质分离实验
  •     2.1.14 免疫共沉淀实验
  •     2.1.15 间接免疫荧光实验
  •     2.1.16 报告系统质粒构建
  •   第三章 H209对pH8.0诱导的非受体依赖的MHV-A59 S蛋白介导的膜融合形成的影响
  •     3.1 H209对于PH8.0介导的非受体依赖的合胞体的形成是重要的
  •     3.2 H209A突变的MHV A59病毒生长减慢
  •     3.3 H209A病毒增加了MHV A59 S蛋白的热稳定性
  •     3.4 讨论分析
  •     3.5 结论
  •     3.6 研究中的不足及进一步待解决的问题
  •   参考文献
  • 第二部分
  •   第一章 前言
  •     1.1 病毒感染和细胞mRNA质量控制
  •       1.1.1 NMD通路
  •       1.1.2 NMD通路对病毒复制的影响及病毒的逃逸机制研究
  •       1.1.3 NMD通路对冠状病毒复制的影响
  •       1.1.4 结语
  •   第二章 结果与分析
  •     2.1 抑制NMD通路促进MHV的复制
  •     2.2 MHV A59感染抑制NMD通路
  •     2.3 MHV N蛋白与NMD通路蛋白UPF1和UPF3B具有RNA依赖的相互作用
  •     2.4 PTBP1保护MHV逃避NMD通路降解
  •     2.5 PTBP1的亚细胞定位在MHV感染时发生改变
  •     2.6 在NMD报告系统中PTBP1和N蛋白都可以抑制NMD通路
  •     2.7 讨论分析
  •   第三章 全文总结
  •     3.1 结论
  •     3.2 研究中的不足及进一步待解决的问题
  •   参考文献
  • 致谢
  • 个人简介及发表文章
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 李佩

    导师: 钱朝晖

    关键词: 冠状病毒,小鼠肝炎病毒,刺突蛋白,无义介导的降解

    来源: 北京协和医学院

    年度: 2019

    分类: 基础科学,医药卫生科技

    专业: 生物学,基础医学

    单位: 北京协和医学院

    分类号: R373

    DOI: 10.27648/d.cnki.gzxhu.2019.000699

    总页数: 74

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