我國科學家解析非洲豬瘟病毒精細三維結構 助力疫苗研發

2019年10月18日18:06  來源:人民網-科技頻道
 

非洲豬瘟病毒整體結構(左:5層切面圖﹔右:衣殼層整體結構)

人民網北京10月18日電(趙竹青)2018年8月首例非洲豬瘟疫情傳入我國以來,迅速蔓延並造成了較大的經濟損失。應國家之所需,我國科學家參與對抗非洲豬瘟“首戰告捷”。聯合攻關團隊於近日成功解析了病毒顆粒的精細三維結構,論文北京時間18日凌晨發表於國際頂級學術期刊《科學》上。研究將為揭示非洲豬瘟病毒的致病機理提供重要線索,將有助於開發安全高效的新型非洲豬瘟疫苗。

“作為一種烈性傳染病,非洲豬瘟的發病率和死亡率高可達100%。它基本兩天就可以殺死一頭豬,直到目前還沒有有效的疫苗。”中國科學院生物物理研究所研究員王祥喜告訴記者,人類對該病毒的認知極為有限,“我們並不清楚這種病毒的生命周期是什麼、它的免疫機制是什麼,它有多少種蛋白以及是它怎樣入侵、復制的。”

據介紹,非洲豬瘟病毒是一類古老的病毒,早在1921年在非洲肯尼亞首次發現,至今有約100年的歷史。非洲豬瘟是由非洲豬瘟病毒引起的家豬、野豬的一種急性、熱性、高度接觸性動物傳染病,所有品種和年齡的豬均可感染。近百年來,非洲豬瘟病毒從非洲傳播至歐洲、南美洲、亞洲等多個國家。世界動物衛生組織將其列為法定報告動物疫病,我國也將其列為一類動物疫病。

近一年來,非洲豬瘟病毒傳播速度明顯加快,呈現愈演愈烈趨勢。據國際動物健康組織通報數據顯示,2019年1月至2019年10月期間,曾爆發或者正在爆發非洲豬瘟疫情的國家有26個,包含13個歐洲國家、10個亞洲國家和3個非洲國家,其中亞洲幾個國家的疫情尤為嚴重。2018年8月3日農業農村部新聞辦公室通報我國首例非洲豬瘟疫情,隨后病毒很快傳播到全國大部分地區,已經造成巨大的經濟損失。

團隊通過合力攻關,成功分離出國內正在爆發的非洲豬瘟病毒流行株,並通過冷凍電鏡對病毒結構進行精細解析。由於這一病毒擁有少見的“大個頭”,給科學家的數據收集帶來了巨大的挑戰。團隊經過4個月連續的收集,獲得了超過100 T的海量數據。

基於冷凍電鏡的數據結果,團隊採用單顆粒三維重構的方法首次解析了非洲豬瘟病毒全顆粒的三維結構,闡明了非洲豬瘟病毒獨有的5層(外膜、衣殼、雙層內膜、核心殼層和基因組)結構特征。

“它比我們以往解析的病毒大很多,體積是甲肝病毒的700多倍。”饒子和院士說,結構解析顯示,病毒顆粒包含3萬余個蛋白亞基,組裝成直徑約為260納米的球形顆粒,是目前解析近原子分辨率結構的最大病毒顆粒。該研究同時還新鑒定出非洲豬瘟病毒多種結構蛋白,搭建了相關原子模型,提出了非洲豬瘟病毒可能的組裝機制。

這項研究由中國科學院生物物理研究所饒子和/王祥喜團隊和哈爾濱獸醫研究所步志高團隊合作,聯合上海科技大學、清華大學、微生物所、武漢病毒所、南開大學等單位共同完成。 

(責編:趙竹青、呂騫)

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