甲型H1N1流感病毒流行株基因组进化分析

2009年4月, 北美地区出现甲型H1N1流感疫情, 并且疫情快速扩散至欧亚非三大洲, 风险等级上升至5级. 截止至5月13日, 甲型H1N1流感病毒已扩散至33个国家和地区, 实验室确认病例5728例, 死亡61人. 从NCBI的IRV和GISAID的EpiFluDB数据库下载甲型H1N1流感病毒序列425条, 进行序列比对与进化分析. 分析结果显示: (ⅰ) 当前流行的甲型H1N1流感病毒是一个三重排A型流感病毒: HA, NA, MP, NP和NS来源于猪流感病毒; PB2和PA来源于禽流感病毒; PB1来源于人流感病毒. (ⅱ) 猪流感病毒的来源可细分为: HA, NP和NS来源于H1N1亚型经典猪流感毒株; NA和MP来源于H1N1亚型禽源猪流感毒株. (ⅲ) 甲型H1N1流感病毒在流行扩散过程中没有显著变异, 同时病毒基因组没有发生重排. 本文除了分析美国代表毒株A/California/04/2009(H1N1)外, 还以墨西哥代表毒株A/Mexico/4486/2009(H1N1)为主进行了同源性和进化分析, 地理范围相对较大, 分析结果更具科学性.     

甲型H1N1流感病毒北美毒株的分子特征

以10个甲型流感病毒北美毒株的基因PB2, PB1, PA, HA, NP, NA, NS和M进行遗传进化分析, 并用不同的软件对PB2, HA, NS1和M2蛋白氨基酸序列、糖基化位点及抗药性位点分析. 结果表明, 甲型流感病毒北美毒株的基因片段是一个来源于不同宿主、不同地域的重组株. HA蛋白氨基酸序列分析表明, 北美毒株HA蛋白的裂解位点氨基酸序列均为IPSIQSR↓G, 不具有高致病性流感病毒的特性, 同时NS1蛋白第92位氨基酸残基由天冬氨酸突变为谷氨酸(Asp→Glu), PB2蛋白氨基酸序列的第627位均为谷氨酸(E), 这些特性表明对人具有明显的亲和性, 但推测对人具有较低的致病力. M2蛋白的同源建模表明了北美毒株M2蛋白的药物敏感位点突变为抗药型位点, 推测北美毒株具有抗金刚烷胺类药物的结构特点, NA蛋白序列分析表明了北美毒株仍然对神经氨酸酶抑制剂类药物敏感. 这些研究结果对于我国预防和控制甲型流感北美毒株具有重要的参考价值.     

一种利用RT-PCR特异扩增甲型流感病毒HA基因多变区片段并测序确定分型的方法

针对甲型流感病毒HA基因的H1, H2, H3, H5, H7和H9亚型的序列特征, 设计专用PCR引物, 通过RT-PCR特异扩增相应片段并测定序列, 可以准确地区分H1和H3感染人类的流感病毒及其亚型. 这种基于流感病毒核酸序列测定的特异性检测方法, 不仅可以用于新型甲型H1N1病毒的快速确诊和分型, 并且还可推广应用于今后其他流感病毒或具有爆发潜力的新型流感病毒的监测.     

2009年新甲型H1N1流感病毒的来源和去向分析

借助因特网流感病毒数据库平台, 对猪流感病毒的PB1, PB2和PA进行谱系分析, 结果提示, 新近北美出现的甲型H1N1流感病毒新毒株所有的基因都来自猪流感病毒, 但是来自两个不同谱系的猪流感病毒, 其中一个谱系的猪流感病毒约是10年前人、禽、猪流感病毒的杂合体. 依据近期的流行态势, 此病毒将在全球进一步扩散蔓延, 将在人群中长期存在, 也有可能在猪群中流行. 此病毒的扩散可能伴随着人群中原有的某亚型流感病毒的消失.     

肺鱼干扰素调节因子 1 基因(irf-1)的克隆及其在肉鳍类中的分子进化

肉鳍类是脊椎动物的重要类群, 分为总鳍鱼类和四足类. 其中总鳍鱼类现生的物种包括腔棘鱼和肺鱼. 四足动物则包括两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类. 为了比较肉鳍类irf-1 基因的结构特点和系统发育意义, 本研究克隆了肺鱼irf-1 基因cDNA 全序列, 并与肉鳍类中其他物种的irf-1 基因进行了比对分析. IRF 是与自然免疫相关的蛋白质, 目前已发现了11 个家族成员, 其中irf-1 和irf-2 是最先被发现的2 个成员, 在天然免疫中起着重要的作用. 但有关IRF-1 的报道主要集中在哺乳动物, 其他类群中鲜有报道. 与已报道的irf-1 基因一样, 肺鱼的irf-1 基因可读框的前345 核苷酸非常保守, 在其C 端也含有1 个反式激活区(transactivationdomain)和1 个IRF 结合域2 (IAD2)的模体. 虽然肺鱼与四足动物最近的共同祖先距今有417个百万年之久, 但跨肉鳍类的序列分析显示, IRF-1 氨基酸及其基因序列在肉鳍类中都具有较强的保守性和显著的系统发育意义. 用IRF-1 氨基酸序列所构建的肉鳍类系统发育与已有报道的结果也是一致的.     

人工改造的Cry1Ac和Cry1Ie基因在烟草中共表达对棉铃虫有更好的杀虫活性

利用叶盘转化法获得了携带Cry1Ac, Cry1Ie和同时携带这两个基因的3种类型转基因烟草. 利用ELISA法测定转基因烟草叶片中Bt蛋白含量, 在携带两种Bt基因的转基因烟草中, Cry1Ac和Cry1Ie蛋白分别占总蛋白的0.173%和0.131%. 在携带单个基因的烟草中, Cry1Ac和Cry1Ie蛋白的含量分别为0.182% 和0.124%. 分别用野生型棉铃虫(Helicoverpa armigera)和Cry1Ac抗性棉铃虫的初孵幼虫在这3种类型的转基因烟草叶片上进行虫试, 并以未转基因烟草为负对照. 实验结果表明, 携带Cry1Ie基因的转基因烟草对这两种棉铃虫都有杀虫活性, 而携带Cry1Ac基因的转基因烟草仅对野生型棉铃虫有抗性, 携带两种Bt基因的烟草比仅含其中一个基因的烟草对这两种棉铃虫均有更好的杀虫效果. 该结果表明, 这两种Bt基因在转基因烟草中能够协同作用, 提高了烟草对害虫的杀虫效果. 同时, 转入两个Bt杀虫基因有可能成为延缓农业害虫对转基因作物产生抗性的新途径.     

甲型H1N1流感病毒HA蛋白结构模建与构象表位分析

最近几个月来, 一种新型流感病毒H1N1在全球流行. 本文运用生物信息技术, 从NCBI发布的新型A H1N1流感病毒基因序列出发, 通过同源模建方法构建了HA蛋白三维结构, 利用自主开发的蛋白抗原空间表位预测程序SEPPA预测了HA蛋白潜在空间表位氨基酸, 并与以往流感病毒HA蛋白潜在构象表位进行了比较. 结果发现HA蛋白中58个氨基酸残基具有较强的免疫原性, 大部分在HA蛋白球状头部表面上聚集成簇, 构成空间抗原表位. 与以往流感病毒HA蛋白潜在空间表位相比, 虽然坐落位置相似, 但新的抗原表位在静电势性质上明显不同于以往流感病毒HA蛋白抗原表位.     

在铜绿假单胞菌PAO1和PA14中确定基因岛的新方法

基于基因岛的3种显著特点, 建立了一种新的确定基因岛的方法, 能够较为全面地搜寻特定菌株的基因岛. 以此方法在Pseudomonas aeruginosa PA14和Pseudomonas aeruginosa PAO1中共发现了9个基因岛, 在PAO1中发现2个, 在PA14中发现7个, 其中有4个是已经被研究鉴定, 5个是新发现的基因岛. 9个基因岛中, 有6个的插入位点是tRNA基因, 而其余的3个基因岛中有1个正向重复序列同tRNA基因相关, 1个的正向重复序列是在GMP合酶/谷氨酰胺氨基转移酶双功能酶的3′末端, 只有1个的正向重复序列尚不清楚来源. 对5个未被鉴定的基因岛进行内部基因的功能分析, 预测PA14GI-2是同汞离子摄取相关的基因岛, PA14GI-3是同分泌相关的基因岛, PA14GI-6是毒力岛. 而PA14GI-1和PA14GI-5功能尚不清楚. 对PAO1GI-1, PA14GI-5和PA14GI-7中的整合酶进行分析, 预测了各基因岛的酶切位点和结合位点.     

H5N1血凝素蛋白切割位点的序列研究

血凝素(hemagglutinin, HA)能否被切割成HA1和HA2是决定禽流感病毒高致病性的重要因素. 分析切割位点的序列, 研究其进化规律可以让我们更深入地了解H5N1的高致病性. 本研究先通过元胞自动机的方法将HA的基因序列转化为图形, 并在图上找到了一段H5N1亚型仅有的特征基因片段. 这个特征基因片段包含30个碱基, 主要由A和G组成, 其对应的氨基酸主要是带正电荷的碱性氨基酸. 这个特征氨基酸片段正好处于HA的酶切位点上. 通过3D结构的同源模拟, 发现H5N1 HA蛋白的切割位点较为暴露, 非常有利于各种酶对其进行剪切. 本研究还构建了切割位点的分子表面, 以进一步分析可能的氨基酸突变将如何影响表面的电荷分布. 结果表明, 某些突变较大地改变了电荷的表面分布, 可能使病毒失去高致病性. H5N1特征氨基酸片段突变情况的统计表明, 在时间上, 2005年突变案例的比例比前几年上升了许多; 而在地域上, 中国大陆的突变病毒案例占了绝大比例. 这些结果都有助于我们研究病毒高致病力的进化情况.     

水稻花药发育相关基因OsPRP1的克隆和特性分析

利用减法杂交和RACEs从水稻颖花中克隆了一个编码富含脯氨酸残基多肽的cDNA, 并将其相应的基因命名为OsPRP1. OsPRP1由2个外显子和1内含子组成, 编码的蛋白由224个氨基酸残基组成, 其中脯氨酸含量最高, 占14.29%. 该蛋白由一个21个氨基酸残基组成的信号肽, 一个N-端结构域和一个C-端结构域组成. C-端含有2个18个氨基酸长的、嵌合PEPK基元(motif)的富含脯氨酸的重复序列. Southern blot及序列分析结果表明, 水稻基因组中存在4个拷贝的OsPRP1, 它们定位在第10染色体的20 kb的DNA片段上. RT-PCR表明, OsPRP1在幼芽和颖花中表达量较高, 在根和叶中有少量表达. 用花和幼芽进行原位杂交分析证明在花中, OsPRP1在花粉母细胞、绒毡层细胞和花器官的维管束细胞中表达; 该基因的表达有明显的时间特异性, 在花粉母细胞中表达量最高, 在单核期的小孢子中几乎不表达; 在芽中, 该基因在胚芽鞘和叶原基的表皮细胞中表达. 从该基因编码蛋白的特点可以看出它极可能是一种细胞壁蛋白.     

H5N1 Virus with genes from H1N1 can spread through the air between mammals

Supported by the National Science Fund for Distinguished Young Scholars,a team of scientists led by Prof.Chen Hualan in the Harbin Veterinary Research Institute of Chinese Academy of Agricultural Sciences found that the H5N1 influenza viruses will be transmissible among mammals if they derive certain genes from the widely circulating human H1N1 influenza viruses,     

AKR1B1 promotes basal-like breast cancer progression by activating the EMT program

正Subject Code:H16With the support by the National Natural Science Foundation of China,a study by the research groups led by Prof.Dong Chenfang(董辰方)from Zhejiang University School of Medicine demonstrates that AKR1B1promotes basal-like breast cancer progression by apositive feedback loop that activates the EMT     

Diversified functions of the phosphatase Wip1

<正>p53and mTORC1signaling pathways play important roles in homeostasis.Recently,with the support by the National Natural Science Foundation of China,Prof.Ju Zhenyu's laboratory at the Institute of Ageing Research,Hangzhou Normal University and collaborators,reported the diversified functions of the     

LATERAL FLORET 1 induced the three-florets spikeletin rice

正With the support by the National Natural Science Foundation of China,a study by the research group led by Prof.He Guanghua(何光华)from the Rice Research Institute,Southwest University demonstrates that LATERAL FLORET 1induces the"three-florets spikelet"in rice,which was published in PNAS(2017,114(37):9984-9989).     

Molecular basis of ADORA1 inhibition-mediated tumor immune evasion by regulating the ATF3-PD-L1 Axis

正With the support by the National Natural Science Foundation of China,the research team led by Prof.Chen Xiang (陈翔)and Prof.Liu Hong (刘洪)at the Xiangya Hospital,Central South University,uncovered the role of adenosine signaling pathway in cancer immunotherapy,which was published in Cancer Cell (2020,37:324—339)Immune checkpoint blockades have been intensively investigated in recent years and have led to     

Liver-resident NK cells control antiviral activity of hepatic T cells via the PD-1-PD-L1 axis

<正>With the support by the National Natural Science Foundation of China,the research group directed by Prof.Tian ZhiGang(田志刚)and Peng Hui(彭慧)at Hefei National Laboratory for Physical Sciences at     

嫦娥一号的初步科学成果

嫦娥一号卫星是中国发射的第一个月球轨道探测器,是中国月球探测工程“绕”、“落”、“回”发展战略的第一步。嫦娥一号卫星于２００７年１０月２４日在西昌卫星发射中心成功发射,２００９年３月１日受控落月于东经５２．３６度、南纬１．５０度的丰富海区域,在轨运行４９５天,比预期一年的工作寿命延长４个多月,一共取得了１．３７TB的原始科学探测数据。通过对这些科学探测数据的初步分析和应用研究,已经获得了包括“中国首次月球探测工程全月球影像图”等在内的一系列科学成果,为推动中国月球科学和天体化学的研究和后续月球探测工程的开展奠定了重要基础。     

Cryo-EM structures of the human cation-chloride cotransporter KCC1

<正>Supported by the National Natural Science Foundation of China,the research team led by Prof. Guo Jiang Tao(郭江涛) from the School of Medicine,Zhejiang University,together with his collaborators,published an article revealing the Cryo-EM structure of human potassium-chloride cotransporter KCC1 in Science (2019,366:505—508).There are 60 million people suffering from epilepsy worldwide. Scientists have been dedicated to discovering the