病毒与宿主细胞相互作用分子机制的研究应用.doc

项目名称：病毒与宿主细胞互相作用分子机制研究首席科学家：于晓方吉林大学起止年限：.1至.8依托部门：教诲部一、核心科学问题及研究内容本项目选取重大传染性疾病-艾滋病病原体人免疫缺陷病毒（HIV）为重要研究对象，在大量原创性前期工作基本上，对病毒与宿主细胞互相作用分子机制进行系统研究，以期揭示“病毒与宿主蛋白形成蛋白质网络在病毒侵染、复制、潜伏、出芽、耐药性中功能和构造基本”这一重要科学问题。环绕上述科学问题，本项目：（1）将病毒学与构造生物学有机结合起来，在功能及作用机制基本上进行构造生物学方面研究，解析一批重要病毒、宿主蛋白以及形成蛋白质复合物构造，解决本领域二十年来科学热点和难点，阐明病毒与宿主蛋白互相作用及其蛋白质网络功能与构造基本（课题1）；（2）以Tetherin等宿主天然防御因子为研究重点，运用蛋白组学和计算化学等技术手段，研究宿主天然防御因子分子作用机制及构造基本，解析病毒与宿主细胞互相作用在宿主抵抗病毒感染中生物学功能（课题3）；（3），以TSG101及ESCRT复合物为研究重点，研究宿主细胞内参加病毒组装释放核心环节，系统阐明病毒与宿主细胞互相作用在病毒复制中生物学功能（课题4）；（4）从宿主遗传多态性和病毒耐药性两个研究热点入手，研究宿主因子与艾滋病易感性、病程进展及耐药性有关性，阐明病毒与宿主细胞互相作用在艾滋病发生与发展作用（课题2）；（5）应用本课题组独有随机基因敲除调控技术平台，全基因组筛选HIV-1感染潜伏期和重激活核心宿主细胞因子，研究病毒与宿主细胞互相作用在病毒感染潜伏和重激活中重要调控功能（课题4）。本课题紧密环绕“病毒与宿主细胞互相作用”这一主题，以“功能与构造学结合”为重点研究方向，从病原感染与宿主防御两个视角，从分子水平构造生物学到整体水平艾滋病发生发展多层面，系统研究HIV-1与宿主互相作用在病毒侵染、复制、潜伏、出芽、耐药性中功能和构造基本，为阐明其她病原体与宿主细胞互相作用机制共同性和规律性提供理论基本和研究系统与平台，为提高国内重大传染性疾病防控、疫苗与药物研发整体水平奠定基本。重要研究内容：针对上述核心科学问题，拟开展如下研究：（一）系列HIV病毒蛋白与宿主蛋白互相作用及其蛋白质网络分子作用机制。1、HIV-1Vif蛋白及其蛋白质网络分子作用机制。咱们近来研究发现了一种新细胞内调控因子VifF1（数据未刊登），在Vif与Cul5、ElonginB、ElonginC等宿主蛋白形成E3泛素化连接酶功能中至关重要，而这一过程对病毒复制至关重要。咱们将进一步拟定VifF1在HIV-1Vif蛋白形成E3泛素连接酶和逃避宿主防御因子APOBEC3蛋白过程中详细作用机制，以及HIV-1Vif与新调控因子VifF1互相作用界面。2、HIVVpr和Vpx蛋白生物学功能和分子作用机制。Vpr和Vpx为艾滋病病毒功能性基因，它们对病毒复制、特别在巨噬细胞中复制至关重要。咱们将考察Vpr蛋白中某些重要功能区对其参加调节HIV-1病毒逆转录过程保真性，核运送以及核定位，诱导被侵染细胞细胞周期阻滞等重要生理功能影响；同步揭示Vpr诱导细胞凋亡分子机制；Vpr增进HIV-1在巨噬细胞中感染机制。5月研究证明Vpx蛋白可以抑制宿主细胞内抗病毒因子SAMHD1，而Vpx可以与宿主蛋白DDB1、Cul4A和DCAF1形成E3连接酶咱们将进一步拟定Vpx抑制SAMHD1分子作用机制，Vpx重要功能区。3、HIV-1Vpu蛋白及形成蛋白质网络分子机制。HIVVpu蛋白可以拮抗和抑制病毒颗粒释放Tetherin蛋白，尽管当前有某些前期成果，但仍存在同研究成果之间仍具备矛盾结论，将进一步证明Vpu和Tetherin之间互相作用与拮抗机制，Vpu结合Tetherin后在细胞内运转过程，以及Vpu介导CD4和Tetherin降解途径关系。4、TSG101对HIV病毒出芽抑制作用和机理。本项目将进一步研究TSG101在病毒出芽过程中分子作用机制；HIV病毒在长期TSG101阻断条件下生物特性、突变谱和病毒出芽能力。特别是HIVGag基因突变株对病毒出芽能力作用和机理；TSG101与ESCRT复合物互相作用中对细胞生理活动影响。（二）宿主天然防御因子分子作用机制。1、宿主天然防御因子Tetherin抗病毒作用机制。宿主细胞内天然抗病毒因子Tetherin，作用于所有有膜病毒，不但可以抑制HIV-1等逆转录病毒，还可以抑制Lassa病毒、Marburg病毒和Ebola病毒等其她种类病毒细胞释放。HIVVpu蛋白对Tetherin具备抑制作用，咱们将详细拟定Tetherin在细胞膜病毒装配和出芽过程中作用，进一步揭示Tetherin减少病毒感染性作用机制，Tetherin在病毒感染后影响pDC功能中作用。2、宿主天然防御因子SAM