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.     

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.     

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.     

人类H5N1型病毒的毒因

A型禽流感病毒的H5N1毒株,自1997年在东南亚始发以来,已致90多人死亡,受感染者的死亡率约为50％。如今这些病毒正从亚洲向欧洲和非洲扩散,当它一旦获得了在人体间传播的能力,就会造成全球流感大爆发的严重后果。所以研究人员始终把识别H5N1病毒的分子基础作为研究重点。已有的研究结果显示,各种生物的A型流感病毒的毒性与多种基因有关;因而怀疑H5N1病毒在人体中的毒力与其所编码的几种蛋白质有关。2006年3月17日出版的《自然》杂志上,奥本奥尔（Obenauer）等人发表的文章中指出,H5N1的毒性是由以前从未注意到的,病毒所编码的一种非结构蛋白质NS1的氨基酸序列所致。     

分子对接预测H5亚型禽流感病毒的广谱中和表位

H5N1禽流感病毒已经在亚洲、欧洲和非洲广泛传播, 造成了巨大损失. 最近我们鉴定出一株对多种来源的H5N1代表株均有良好中和活性的、识别H5亚型血凝素(hemagglutinin, HA)的广谱单克隆抗体8H5, 它对寻找克服禽流感高变性的广谱治疗性抗体、疫苗和药物具有重要价值. 本研究应用分子模拟技术, 采用“典范结构”方法对8H5抗体Fab片段进行结构模建, 并通过能量分析、SAS值分析、“拉曼强传图”检验、profile-3D分析等理论验证, 获得较为合理的8H5Fab的三维空间结构. 8H5Fab与3种HA蛋白晶体结构的分子对接结果表明, 8H5抗体与HA蛋白的作用模式与HA宿主来源无关, 但与HA结构的亚型相似性相关. 综合抗原同源比对结果, 推测8H5抗体识别的广谱中和表位是由HA上的Asp⁶⁸, Asn⁷², Glu¹¹², Lys¹¹³, Ile¹¹⁴, Pro¹¹⁸, Ser¹²⁰, Tyr¹³⁷, Tyr²⁵²不连续氨基酸残基组成的构象表位. 这一模型将为H5亚型禽流感病毒广谱疫苗和治疗性药物的分子设计提供依据.     

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.     

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.     

科学家在H6N1亚型禽流感病毒感染人的分子机制上取得新突破

<正>继近两年先后在H5N1,H7N9和H10N8亚型禽流感病毒跨种间传播机制研究上取得重大进展后[1~5],中国科学院微生物研究所高福院士领导的研究团队在H6N1亚型禽流感病毒感染人的分子机制上取得新的突破,该研究于2015年5月4日以"Adaptation of avian influenza A(H6N1)virus from avian to human receptor-binding preference"为题在线发表在杂志EMBO J上[3].2013年6月,在台湾发现了全球首例人类感染H6N1亚型禽流感病例.从患者体内所分离的病毒基因序列显示,此病毒为一典型的低致病性禽流感病毒,与台湾本土家禽中的H6N1病毒株非常接近,其跨物种传播的分子机制成为世界科学家所关注的焦点.1972年以来,H6N1亚型禽流     

H5N1亚型禽流感病毒血凝素裂解位点碱性氨基酸对应mRNA核苷酸的二级结构分析

以H5N1亚型禽流感病毒(avian influenza viruses, AIV)毒株血凝素(hemagglutinin, HA)蛋白裂解位点碱性氨基酸为研究对象, 研究其密码子的偏好性及对应mRNA序列折叠二级结构的特点. 将mRNA样本按照序列等步长递增的方法, 用RNAstructure 4.1程序预测这些样本的动态延伸折叠二级结构. 结果表明, 裂解位点的碱性氨基酸对富含腺嘌呤(A)的密码子有强烈偏好; 与碱性氨基酸对应的mRNA片段上的核苷酸主要位于折叠二级结构的单链环区, 极少数位于配对螺旋区. 此外, 本研究还从理论上提出了防治H5N1亚型AIV感染的对策, 考虑以位于环区的mRNA核苷酸, 运用RNAi的方法阻止H5N1亚型AIV的HA的表达.     

A型禽流感病毒的分子模式

A型禽流感病毒能跨越宿主屏障, 引起人死亡. 高致病性禽流感H5N1亚型病毒就是一个特例. 跨宿主传播的分子机理目前仍不清楚. 将不同亚型的237株流感病毒的内部蛋白序列转化为伪信号, 采用小波包分解的方法提取能量特征. 依据每株病毒的能量特征值, 进行层次聚类. 聚类结果显示, 5种分子模式存在A型禽流感病毒中, 并与跨宿主传播的表型相关联. 分析结果同时显示, 模式为C和E的病毒可以跨越宿主屏障, 而模式为A, B和D的病毒缺乏此种能力. 结果表明, 可以用来构建一个早期预警系统, 用来预测A型禽流感跨越宿主传播的可能性.     

逐步预测和统计学筛选人H_5N_1毒株神经氨酸酶蛋白B细胞表位

为了预测和筛选人禽流感H5N1毒株神经氨酸酶(NA)蛋白的B细胞表位,检测了人禽流感H5N1毒株NA基因核苷酸序列.采用Kyte-Doolittle的亲水性方案、Emini方案和Jameson-Wolf抗原指数方案,辅以对NA蛋白的二级结构中的柔性区域的分析,并用SPSS13.0进行聚类和相关分析,建立了一种统计学筛选程序,预测了H5N1病毒NA蛋白的B细胞表位,并对毒株GD-01-06的NA蛋白变异进行了分析.预测结果通过吴氏抗原指数和SWISS-MODEL软件进行评价.结果发现,预测并筛选最有可能的B细胞表位位于NA蛋白N端第120～137,81～84,408～415,273～282,429～432,356～368,46～55,146～155,341～350,198～209肽段,提示它们是B细胞表位的优势区段;含有糖基化位点NGT126～128的120～137肽段为首选的NA蛋白抗原表位;H5N1毒株NA蛋白第53位(Ⅰ)位点缺失,这有助于增加毒株GD-01-06的NA蛋白表面柔性,而且抗原表位扩大(VEP46～48→VEPISNTNFL46～55).采用SWISS-MODEL软件建立的N1蛋白模型有助于...     

新甲型H1N1流感病毒血凝素基因(HA)突变网络结构

构建了新甲型H1N1流感病毒血凝素基因的变异网络图. 同源性比对表明, 来自墨西哥的一个病毒序列类型为此次新流感病毒的原始序列类型. 通过血凝素基因658A和1408T突变可将此新流感病毒序列分为墨西哥类型、过渡类型和纽约类型3个主要类型. 这3个类型在地理分布上具有明显差别.     

H1N1流感病毒M1蛋白表位筛选及其在禽流感病毒交叉免疫中的作用机制

流感病毒,如2009甲型H1N1流感病毒(2009 pH1N1)以及发生跨种传播的H7N9禽流感病毒(H7N9)等的流行严重威胁了人类健康并造成了重大社会经济损失.自2009年以来, 2009 pH1N1作为季节性流感病毒的流行使得健康人群存在一定的T细胞免疫本底水平.本研究对2009 pH1N1和H7N9的主要T细胞免疫原M1蛋白存在的4个突变区段,利用ELISPOT试验确定了2009 p H1N1在这4个区段来源的T细胞表位多肽H1-M42 (LMEWLKTR), H1-M102(KLKREITFHGAK), H1-M202s (AMEVANQTR)和H1-M244 (MGVQMQRFK).同时,发现健康人群对H7N9来源的相应多肽预存有一定水平T细胞免疫,但低于对2009 pH1N1本身多肽的免疫水平.多肽与HLA分子的复性实验表明, H1-M102和H1-M244能够与HLA-A*1101稳定结合;而H1-M42和H1-M202s虽然能够结合HLA-A*3303,但H7N9相应的表位与这些分子的结合力相对较弱.结果表明,在健康人群中存在有限的针对H7N9的预存T细胞免疫,而H7N9在新鉴定表位多肽中的氨基酸突变对于免疫逃逸具有一定的贡献.对流感病毒交叉免疫的研究能够为了解禽流感病毒逃逸T细胞免疫机制以及通用流感疫苗的研发提供重要参考.     

禽流感的传播与风险

高致病性禽流感病毒已经造成数百人感染、死亡。这种导致中国。亚洲其他国家以及欧洲、非洲国家的高致病性禽流感暴发依然对公众卫生,和家禽业构成威胁。虽然鸭、鹅及其他湿地鸟类被认为是禽流感病毒库,但是大部分病毒为低致病性。通过开展高致病性禽流感疫区的分子流行病调查。从野生鸟类分离到这种H5N1亚型的禽流感病毒,如从青海湖斑头雁、棕头鸥、渔鸥、鸬鹚。从河南的树麻雀等都分离到这种病毒。到目前为止,具统计有100多种鸟类分离到H5N1病毒,尽管如此,人们依然不知是否这种H5N1已经存在于健康的野生鸟类种群之中。为此,针对野生鸟类及其生态环境,尤其在曾经发生过的疫区,开展广泛的血清学与病毒学监测非常重要。另外,更应了解候鸟在这些地区的种群动态以及迁徙规律。     

Lagrangian-Hamilton系统和AKNS方程族高阶约束流的Lax表示

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极端天气与气象异常对甲型H1N1流感暴发的影响

生物实验及流行病学调查显示环境条件对流感病毒的传播与流行存在重要影响, 因此掌握其规律对降低疾病负担与流感防控意义重大. 本研究以2009~2010年长沙市甲型H1N1流感大流行为例, 挖掘病例信息、气象记录的时空环境特征, 并基于甲型H1N1流感病毒传播力实验结果建立气象异常SIR流感传播模型. 结果表明, 甲型H1N1流感在长沙市的流行与气象条件存在重要联系, 流感的传播过程对气象异常反应敏感, 通过绝对湿度异常值、接触率及人群构成的变化可以较好地还原长沙市甲型H1N1流感的暴发过程, 并对疫情发展趋势进行正确预测. 研究结果可以为不同社会环境中的流感防控提供依据, 为随时可能再发或新发的流感暴发提供理论支持, 更提供了认识人群间流感暴发的新视角.     

流感病毒VS流感疫苗—— 一场已经进行了百年的战争

在过去的一百年中,发生了数次强致病性的流感大流行,每次数百万人死亡,时至今日流感病毒仍然对全球公共卫生构成了严重的威胁。2009年4月,甲型H1N1流感病毒最初现于墨西哥,目前已迅速蔓延到世界各大洲,严重威胁着人们的健康。接种疫苗已被证实是目前最为有效的防止病毒感染和传播的方法。但是,在疫苗技术不断升级的同时,我们不得不面对的是变异更为迅速的流感病毒。因此,新型流感病毒与新型抗流感病毒疫苗之间的战争从未停止,也不会停止。在这篇文章中,我们对一些流感病毒相关的基本但十分重要的知识进行了介绍,结合传统的和现代的流感疫苗技术进行了讨论。我们相信,通过采用先进的分子生物学工具（手段）和重组技术,高效的流感疫苗可以被迅速设计并制造,使我们具有足够的能力应对潜在的全球流感大流行。在这场对抗中,我们任重而道远。     

贾第虫4种新的box H/ACA snoRNA的鉴定及其进化意义

通过构建特异性的cDNA文库, 发现并鉴定了4种新的贾第虫box H/ACA snoRNA, 分别命名为GLsR22, GLsR23, GLsR24和GLsR25. 生物信息学分析表明, 这些snoRNA均可形成典型的box H/ACA snoRNA“双茎环”二级结构; GLsR24和GLsR25可能分别指导贾第虫23S rRNA上U1753和U2396的假尿嘧啶化修饰, 而GLsR22和GLsR23属于功能未知的“orphan” snoRNA. 新鉴定的box H/ACA snoRNA均位于蛋白质基因间隔区中, 并且都是由单拷贝基因编码的. 与古细菌及其他原生生物中已发现的同类分子相比, 贾第虫box H/ACA snoRNA具有很多独特特征, 提示snoRNA在从原核生物向真核生物进化的过程中可能有不同的进化路线.     

褐飞虱诱导的水稻RH3基因的克隆及其表达特性

组蛋白H3基因的表达与个体发育、细胞组织特异性以及胁迫反应等相关. 在褐飞虱取食后的水稻cDNA差减文库中筛选到编码水稻组蛋白H3(RH3)的EST(GenBank登录号: BU572343), 以该EST为探针, 从褐飞虱取食后的水稻cDNA文库中分离到RH3基因的全长cDNA. 该基因编码一个含136个氨基酸残基的H3蛋白, 与以前克隆出的一种抗病相关蛋白基因(GenBank登录号: AF467728)只有1个碱基的差异, 蛋白质的氨基酸序列第126位上由赖氨酸取代了天冬氨酸. 应用Northern blot技术, 研究了褐飞虱取食后不同时间段水稻RH3基因的表达水平, 同时分析了植物激素、干旱、盐胁迫及机械损伤等因素对其转录水平的影响. 结果表明, 褐飞虱取食8 h后RH3基因表达开始增强, 96 h后达到峰值. 干旱处理和稻瘟病菌接种能诱导RH3基因的表达增强, 而脱落酸处理则对该基因的表达起负调控作用. 利用RNA原位杂交技术, 对接种褐飞虱48 h后水稻的茎叶切片进行了RH3 mRNA的原位定位. 结果显示, 在褐飞虱取食后, RH3基因的转录本在维管束及短细胞中的积累尤其明显. 水稻组蛋白H3基因的表达与水稻对褐飞虱的应激反应相关.