EV71临床株的全病毒和脱衣壳中间体的晶体结构被解析
12月18日，国际学术期刊Journal of Virology在线发表了中国科学院上海巴斯德研究所陈荣课题组的研究论文Human Enterovirus 71 Uncoating Captured at Atomic Resolution。
人肠道病毒71(Human enterovirus 71，EV71)是婴幼儿手足口病(hand-foot-and-mouth diseases，HFMD)重症的主要致病原因。2008至2012年，手足口病在中国大陆多次爆发，累计死亡达2000多人，但目前还未有预防疫苗和有效药物。对于EV71病毒颗粒的结构生物学研究能够帮助研发手足口病的治疗方式。
在陈荣的指导下，硕博连读研究生吕柯和实验室其他研究人员合作，对C4型临床株EV71病毒颗粒进行了纯化和结晶，并通过X-射线晶体学对其进行了结构研究。研究发现，纯化出的病毒颗粒分别在两种不同结晶条件下长出晶体，并呈现出截然不同的结构形式。经过细致的结构分析和生化实验，确定一种为全病毒颗粒的结构，推断另一种为脱衣壳中间体的结构。病毒脱壳是病毒与宿主细胞识别作用后，病毒壳构象发生变化以方便病毒基因组进入宿主细胞的重要过程。通过对这两种结构的对比分析，勾勒出EV71发生脱壳时的构象变化过程，更加清晰地展现了EV71脱壳早期的结构变化。此外，将脱壳中间体的晶体结构拟和到此前EV71 A-particle(Altered particle，一种脱壳中间体)的低温电镜结构中，发现了病毒脱壳时衣壳蛋白和RNA的相互作用区域。
此项研究是陈荣课题组与军事科学院秦成峰课题组长期合作的一个阶段性成果。此前，生物工程硕士李浩洋在陈荣的指导下，在酿酒酵母中建立了EV71病毒样颗粒的组装体系，并且通过和秦成峰组的合作证明酿酒酵母中获得的EV71病毒样颗粒可以提供有效免疫保护作用，从而进一步证明酿酒酵母中组装的CVA16(手足口病的另一个重要致病原)病毒样颗粒也能够提供有效免疫保护作用。这些结果表明酿酒酵母中制备的病毒样颗粒有可能发展为手足口病疫苗。
此项研究得到了中科院百人计划、上海浦江人才计划、973计划和中科院上海生命科学研究院等经费的支持。
EV71全病毒和脱衣壳中间体的结构。(左)EV71全病毒的结构;(中)全病毒(红色)和脱壳中间体(蓝色)结构对比;(右)脱衣壳中间体的结构。
