20世纪80年代华中地区H7N8禽流感病毒的分子特征

对1985年从湖北家禽分离的禽流感毒株A/duck/Hubei/216/1985/H7N8进行了分子特征和致病性研究. A/duck/Hubei/216/1985/H7N8的HA蛋白在HA1和HA2连接处, 含有连续多碱性氨基酸(-PEIPKGRG-), 为低致病性分子特征, 而且其M, NP, NS, PA和PB2基因的宿主相关氨基酸位点与H5N1病毒相似. 进化分析结果显示, A/duck/Hubei/216/1985/H7N8的M, NS和PB2基因与Gs/Guangdong/1996/H5N1亲缘关系较为紧密, 表明20世纪80年代中期高致病性Gs/Guangdong/ 1996/H5N1毒株的部分内部基因在华中地区流行. 动物感染实验结果显示, A/duck/Hubei/216/ 1985/H7N8对鸡和小鼠为低致病性, 与HA基因的分子特征相一致.     

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.     

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.     

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.     

禽流感事件凸显科研监管危机

最近,美国、欧洲一些实验室有关H5N1高致病性禽流感变异病毒的研究引发了社会性关注。该实验打破了H5N1病毒只能通过禽传染给人,不能通过人传染给人的原有认识,获得5个突变的H5N1病毒很容易在雪貂中传播,增加了哺乳动物间乃至人际间传播的可能,从而提示人类禽流感疫病大流行的风险并非不存在。另外,人们更加关注实验室研究在揭示H5N1变异规律、加深对禽流感传播规律认知的同时,可能发生的"人造病毒"失控带来的危害。     

我国科学家在全球人感染H5N1禽流感流行特征研究取得重要进展

正在国家自然科学基金委员会国家杰出青年科学基金(81525023)的资助下,中国疾病预防控制控中心余宏杰课题组在全球人感染高致病性禽流感H5N1流行特征研究方面取得重要进展,研究结果以"Global epidemiology of avian influenza A H5N1 virus infection in humans,1997–2015:a systematic review of individual case data"为题于2016年5月17日在线发表在Lancet Infectious Diseases.自1997年香港发现了全球首例人感染高致病性禽流感H5N1病例以来,近10年来H5N1禽流感病毒在全球蔓延,     

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.     

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     

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.     

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.     

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。     

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。     

控制麻疹病毒血凝集性的重要功能位点

IMA·SMD是经B95a细胞系培养纯化的 2株麻疹病毒 ,其血凝集性 (Hemadsorption ,HAD)呈阴性 .将其在Vero细胞系中培养数代后其血凝集性转变为阳性 .对在 2种细胞中培养获得的病毒进行序列分析发现 :以上 2株病毒H蛋白的第 5 4 6位均由Ser(HAD阴性 )突变为Gly(HAD阳性 ) .利用位点专一性诱变并在COS细胞中对 2种H蛋白进行表达证实 :该突变导致血凝集性的改变 ;进一步利用抗CD46的单克隆抗体证实 :该突变同时导致H蛋白与CD46受体结合功能的改变 .从而确定了第 5 4 6位氨基酸是一个新的决定血凝集性及H蛋白与CD46受体结合的重要位点 .     

SARS相关病毒(BJ01株)的全序列及其比较分析

严重急性呼吸综合征(SARS)是一种新发现的急性传染病. 对一株已确认为SARS病原体的冠状病毒(BJ01)进行了全基因组序列测定, 并与其他已知病毒进行了比较分析. 该病毒基因组全长为29.725 kb, 含11个可读框(ORFs), 由1个稳定区和1个可变区组成, 其中稳定区编码RNA依赖性RNA聚合酶, 包括两个ORFs；可变区含有4个蛋白质编码序列(CDSs), 分别编码病毒的4个结构蛋白(S, E, M, N蛋白). 此外, 可变区还包括5个非典型的预测蛋白(PUPs). 此病毒基因的排列顺序与其他已知的冠状病毒一致. 通过与已知RNA病毒的序列比对, 可以确认该病毒属于冠状病毒科(Coronaviridae). 与GenBank中已知的5个SARS相关病毒全基因组序列的比较分析显示, 已在30个核苷酸位置上检出序列差异, 总体突变率为0.1%, 其中15个变异位点在编码区, 可能会导致蛋白质的氨基酸改变(异义突变). S蛋白中已发现3处可能引起该蛋白质物化特征变化的变异, 而该蛋白质可能参与病毒与宿主间的免疫反应. 与病毒包膜形成相关的M蛋白中则已发现两处氨基酸变化. 进化分析表明, SARS病毒可能不是来源于人类, 但没有证据证明是人为制造的. 为了阐明SARS相关病毒的病因学以及排除其他可能的SARS病原体的存在, 仍需进行更深入的研究.     

荧光假单胞菌G2-EPSP合酶的拆分和intein介导的活性恢复

利用GPS-LS接点扫描系统, 在荧光假单胞菌G2的5-磷酸烯醇式丙酮酸莽草酸-3-磷酸合酶编码基因aroA中随机插入15 bp (即编码5个氨基酸短肽)的外源片段, 建立含一系列不同插入位点的aroA突变体库. 利用内源aroA基因缺失的大肠杆菌突变株ER2799对突变体库进行功能互补筛选, 测序后确定了12个可以忍受5个氨基酸插入的位点, 其中位点F295/T296经Ssp DnaE内含肽(intein)介导的蛋白互补技术鉴定为可拆分和蛋白重建的位点. 从位点F295/T296将G2-EPSPS基因一分而二, N-端和C-端片段分别连接在携带Ssp DnaE 内含子元件的原核表达双质粒上, 获得共转化质粒pMEPSN295IN和pKEPSC296IC. 将质粒pMEPSN295IN和pKEPSC296IC分别或共转化内源aroA基因缺失的大肠杆菌突变株ER2799中, 携带共转化质粒的重组子能够在M9限制性培养基生长, 而携带单一质粒的不能生长, 表明从位点F295/T296拆分的aroA基因在内含肽介导下实现了蛋白重建, 在突变株ER2799中恢复了5-磷酸烯醇式丙酮酸莽草酸-3-磷酸合酶活性, 酶活水平达到野生型的62.92%,为4.48 U/mg.     

产酸克氏杆菌(Klebsiella oxytoca)钼铁蛋白α-423~(Ile)位点的突变导致固氮酶催化活性降低

基于前期对固氮酶催化过程中存在两条电子传递通路的推论,探索从与P原子簇共价相连的β-93Cys出发至FeMoco之间重要的氨基酸位点.通过分析固氮酶钼铁蛋白的结构,利用体外定点突变和基因替代技术,将产酸克氏杆菌(Klebsiella oxytoca)固氮酶β-102Asn,α-431Lys和α-423Ile位点分别替换为β-102Ala,α-431His和α-423Pro,获得Nβ102A,Kα431H和Iα423P突变株.3个突变对细菌固氮生长有不同程度的影响,其中Iα423P突变株几乎无固氮生长,细胞乙炔还原活性显著下降;在42 L发酵罐中培养,其细胞最高固氮酶活性仅为野生型菌株的1/6;qRT-PCR检测发现此突变株nifD基因4倍的上调表达.分离纯化Iα423P钼铁蛋白,其最高C2H2和H+还原水平分别为野生型的13%和21%.根据以上研究结果推论,突变固氮酶的催化活性显著降低,或与直接打破α-423Ile与高柠檬酸长臂之间的氢键有关,推测α-423Ile是固氮酶催化底物还原过程中,电子经高柠檬酸长臂进入活性中心Mo位的入口氨基酸.     

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.     

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...     

1970~2004年全球肠道病毒71型分离株的分子流行病学分析

人类肠道病毒71型（EV71）是引起手足口病的主要病原体，常导致严重的神经综合症。近年来病毒多爆发于亚太地区的热带区域。为了研究人类肠道病毒的进化历程以及遗传变异性，我们搜集了全球在1970年至2004年间分离的532株病毒的序列信息，这些信息包含了完整或接近完整的VP1片段序列(全为891个氨基酸)。经过两两序列比对以及遗传距离的分析，发现绝大多数病毒株属于先前分类的B或C型。同时，也观察到一种特殊的不属于任何分型的毒株R13223-IND-01，可能代表了一种新的病毒分型。在B型和C型病毒中，存在着一些区别于同型其他亚型的“孤儿株”，它们的出现在病毒进化分析中有重要的意义。此外，VP1片段上有6个位于离散位置的氨基酸存在共变异的现象，分析发现这种高比例的共变异与病毒亚型有着紧密的联系。