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杆状病毒调控宿主肌动蛋白的分子机理研究

作　者: 王倩
导　师: 陈新文
学　校: 中国科学院研究生院（武汉病毒研究所）
专　业: 微生物学
关键词: 棉铃虫核多角体病毒 HearNPV HA2 肌动蛋白 WASP 细胞骨架病毒包装/转运
分类号: Q939.4
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

肌动蛋白是真核细胞中细胞骨架的重要组成部分，细胞骨架广泛参与调控细胞的生理功能。研究还发现，宿主肌动蛋白在病毒的入侵与复制过程中亦发挥重要功能，同时参与病原物的胞内与胞间运输。杆状病毒复制也依赖与宿主肌动蛋白，在病毒的复制过程中观察到细胞骨架发生明显的改变，如感染的早期肌动蛋白形成缆索结构，到了晚期细胞质中的肌动蛋白又转移到细胞核内，因此认为肌动蛋白可能直接参与了病毒在细胞内的转运和病毒粒子的组装。但目前杆状病毒调控宿主细胞骨架的分子机理方面的研究很少。本论文以在我国已经获得广泛应用的棉铃虫核多角体病毒(Heliocoverpa armigera single nucleocapsid nucleopolyhedrovirus，HearNPV)为研究对象，开展了对其ORF2(ha2)，一种真核生物WASP家族的同源基因，结构与功能的研究，旨在探索杆状病毒调控并利用宿主肌动蛋白在细胞内运动／运输的分子机理。论文第一章首先综述了肌动蛋白细胞骨架动力学的研究现状，主要概述了参与细胞骨架调控的各类因子及其发挥作用的分子机理。介绍了肌动蛋白调控病原微生物在宿主细胞中运动的机制，重点描述了杆状病毒与宿主细胞肌动蛋白相互作用关系研究的主要进展及其存在的问题和发展趋势，结合对研究进展的分析提出了本论文的目的和意义。第二章研究了HearNPV ORF2(ha2)的基本特性。ha2是鳞翅目昆虫的杆状病毒中一类较保守的基因，序列分析表明与AcMNPV的p78／83基因同源，是WASP家族的成员。转录和翻译结果显示ha2是一个晚期表达基因，主要编码一50 kDa的蛋白，HA2蛋白存在于HearNPV的BV和ODV中。HA2在病毒感染晚期定位在细胞核中并且与宿主细胞的肌动蛋白纤维有共定位现象。这些研究结果显示HearNPV HA2是病毒的结构蛋白并且可以与宿主肌动蛋白发生相互作用。第三章进一步研究了HA2蛋白与宿主肌动蛋白作用的分子机制，首先发现HearNPV的核衣壳可以诱导肌动蛋白单体的体外聚合。进一步的实验揭示HA2蛋白在体外可以诱导Arp2／3复合物依赖的肌动蛋白聚合。同时在细胞水平的实验证实HA2可以使宿主细胞内的肌动蛋白发生重排。HA2在病毒感染晚期与Arp2／3复合物共定位于细胞核中，说明HA2蛋白与Arp2／3复合物不仅在体外可以诱导肌动蛋白单体聚合成纤维网络，还参与了细胞核内的肌动蛋白聚合。第四章在HA2蛋白作用分子机理研究的基础上，分析了HA2蛋白各结构域的功能。首先证明了HA2的WCA功能域是HA2蛋白体外发挥功能的最小单元。缺失ha2的重组HearNPV进行转染和感染实验证明ha2是BV感染的必需基因。进一步的功能域分析表明只有回复含有WCA的片段才能产生有感染性病毒粒子，同时也证实了ha2的C端即磷酸肌醇4激酶同源结构域对HA2高效发挥功能十分重要。最后全长HA2及截短蛋白的亚细胞定位研究显示可以拯救ha2缺失缺陷的片段均定位在宿主细胞的细胞质中，而且在病毒感染后转移至细胞核内，而不能拯救缺陷病毒的截短片段则分布在整个细胞内，其中HA2的170-193aa参与了HA2细胞定位及转运。宿主肌动蛋白在杆状病毒的运输及子代病毒粒子的装配过程中具有重要作用，本论文分析了HA2蛋白的结构与功能，为进一步揭示杆状病毒与宿主细胞相互作用的特殊性研究奠定基础。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-9
第一章引言  9-33
  1 肌动蛋白简介  9-10
  2 肌动蛋白的聚合  10-11
  3 肌动蛋白聚合的调节  11-26
  4 肌动蛋白与细胞运动  26-28
  5 肌动蛋白与病原微生物的运动  28-29
  6 肌动蛋白与杆状病毒  29-31
  7 本论文的研究内容和意义  31-33
第二章棉铃虫核多角体病毒(HearNPV)ha2基本特性分析  33-59
  摘要  33-34
  1 材料和方法  34-48
  2 结果  48-56
  3 讨论  56-59
第三章 HA2蛋白作用的分子机制研究  59-74
  摘要  59-60
  1 材料和方法  60-65
  2 结果  65-72
  3 讨论  72-74
第四章 HA2蛋白功能域的分析  74-97
  摘要  74-75
  1 材料和方法  75-81
  2 结果  81-94
  3 讨论  94-97
第五章总结  97-98
参考文献  98-111
发表文章目录  111-112
致谢  112-113

杆状病毒调控宿主肌动蛋白的分子机理研究

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