莫非最前沿 | Science Advances:揭開蝦類養(yǎng)殖頭號病毒的“外衣”
白斑綜合癥病毒(White Spot Syndrome Virus, WSSV)是一種能引起水產蝦類爆發(fā)性死亡的病毒,目前尚無有效的防治辦法。
自20世紀90年代初,白斑綜合癥病毒在我國臺北首次發(fā)現(xiàn)以來,先后在亞太、北美、歐洲等國家和地區(qū)相繼暴發(fā),造成水產養(yǎng)殖蝦類大規(guī)模死亡和巨大經濟損失。目前,白斑綜合癥病毒已成為全球范圍內蝦類養(yǎng)殖業(yè)頭號病毒殺手之一,也是各國海關進出口水產品檢疫的重點。
白斑綜合癥病毒為含囊膜的雙鏈DNA病毒,主要由核衣殼蛋白和病毒DNA組成,呈桿狀,是目前發(fā)現(xiàn)的最大病毒之一。雖然針對白斑綜合癥病毒的研究一直是領域熱點,但是到目前為止,這種病毒的侵染機制并不完全清楚,譬如在白斑綜合癥病毒侵染宿主過程中,核衣殼蛋白是如何驅動病毒DNA釋放的?

使用冷凍電鏡研究病毒的歷史悠久。大約三十年前,研究人員首次使用冷凍電鏡對分離的病毒顆粒進行成像。從那時起,冷凍電鏡經歷了分辨率的革命以及原位技術的革新。時至今日,冷凍電鏡可以在原位條件下獲得病毒蛋白質(近)原子分辨率結構以及系統(tǒng)研究病毒侵染宿主的過程。因此,越來越多的科學家從組成病毒最基本的蛋白質及其結構出發(fā),去解讀諸如病毒的組裝機制以及侵染機制等。值得一提的是,由于事關糧食安全與人民健康,跟農業(yè)生產相關的冷凍電鏡病毒研究更是備受關注,如禽流感病毒、非洲豬瘟病毒等。

來自南方科技大學的沈慶濤老師團隊最新發(fā)表在Science Advances雜志上的研究成果,利用冷凍電鏡技術,解析了WSSV桿狀核衣殼的高分辨結構,發(fā)現(xiàn)WSSV核衣殼以環(huán)狀堆疊的結構形式存在,這與目前發(fā)現(xiàn)絲狀和橢球狀病毒的螺旋狀核衣殼結構均不相同。在WSSV侵染過程中,核衣殼會出現(xiàn)橢球狀和桿狀兩種結構形式的轉變,這種轉變是由核衣殼不同層環(huán)狀結構的變化產生的。核衣殼由橢球狀變?yōu)闂U狀會釋放病毒基因組,伴隨著內部容積變小、壓力喪失。

沈慶濤團隊的工作闡明了WSSV侵染過程中壓力驅動的DNA釋放過程及其結構基礎,有助于更好地認識WSSV侵染過程并為WSSV的防治提供了新思路。