据中科院网站11月29日音讯，近来，我国科学院微生物研讨所高福团队联合我国农业科学院哈尔滨兽医研讨所仇华吉团队、南边科技大学王培毅团队、我国科学院生物物理研讨所章新政团队以及微生物所施一团队，在非洲猪瘟病毒（African swine fever virus，ASFV）结构范畴取得新进展，解析了非洲猪瘟病毒衣壳（Capsid）的高分辨率电镜三维结构，并判定出多种要害的衣壳蛋白，为非洲猪瘟疫苗研制和疫病防控供给了重要的理论基础。相关效果宣布在世界期刊Cell Host & Microbe上，题为Cryo-EM Structure of the African Swine Fever Virus。
非洲猪瘟（African swine fever，ASF）是感染家猪和野猪的烈性流行症，其发病率和致死率高达100%。早在1921年，非洲猪瘟就在非洲肯尼亚被初次发现，近百年来，现已分散至南美洲、欧洲以及亚洲等多个国家。特别最近一年来，非洲猪瘟在以我国为代表的亚洲国家暴虐，造成了数以亿计的经济损失。因而现在迫切需要研制安全有用的疫苗和防控技能来操控及防备非洲猪瘟疫情。非洲猪瘟病毒作为非洲猪瘟的病原体，是导致非洲猪瘟疫情的元凶巨恶，了解其根本构成和拼装机制关于疫情防控和疫苗研制至关重要。
经过搜集很多的冷冻电镜数据，研讨人员成功解析了非洲猪瘟全病毒的精密三维结构。非洲猪瘟病毒颗粒具有一起而杂乱的五层结构，从外到内别离是外膜（Outer membrane）、衣壳（Capsid）、内膜（Inner membrane）、核壳（Core shell）以及中心（Nucleoid）。因为病毒结构自身具有较大柔性，研讨人员运用了针对大病毒颗粒结构而开发的分块重构算法（Block-based reconstruction），将一个不对称单元分割成四个板块别离进行重构，终究取得了4.6埃分辨率的衣壳结构。从全体上看，非洲猪瘟病毒衣壳结构跟其他核质大DNA病毒（nucleocytoplasmic large DNA viruses，NCLDVs）衣壳结构较为类似，由20个三重对称壳粒聚集体（Trisymmetron）和12个五重对称壳粒聚集体（Pentasymmetron）组成。其间，每个Trisymmetron由135个壳粒（Capsomer）组成，而每个Pentasymmetron由30个壳粒和1个五邻体（Penton）组成。
经过对病毒衣壳结构的详尽剖析，研讨人员判定出了多种衣壳蛋白，别离是首要衣壳蛋白p72（Major capsid protein）、五邻体蛋白（Penton protein）以及三种不同的非必须衣壳蛋白（Minor capsid protein）。p72是非洲猪瘟病毒衣壳上含量最高的蛋白，坐落衣壳的外层，是一种比较典型的双“果冻卷”（Jelly-roll，JR）结构分子。p72蛋白在病毒衣壳外表以三聚体（Trimer）方式存在，然后形成了上述Trisymmetron、Pentasymmetron的根本单位——壳粒。别的一个坐落衣壳外层的蛋白是五邻体蛋白，坐落5次轴的极点，经过分子量预算和二级结构猜测，研讨人员估测五邻体蛋白有很大的或许性对应于非洲猪瘟病毒中的H240R蛋白。除了判定出p72和五邻体蛋白这两个衣壳外层蛋白，研讨人员还判定出坐落衣壳内部的三个不同的非必须衣壳蛋白，别离命名为P1、P2和P3。这三个蛋白在衣壳的内部形成了一个杂乱的彼此作用网络，像“胶水”相同衔接着相邻的壳粒，然后安稳衣壳的全体结构。从散布上看，P1坐落Trisymmetron和Pentasymmetron区域相邻的p72三聚体（壳粒）空隙，每一个p72蛋白结合一个P1蛋白。而P2是一条长约100 nm的纤维状的蛋白，沿着Trisymmetrons的边际延伸，相邻的P2蛋白及其之间的区域组成了衣壳的“拉链”区域（Zipper）。研讨人员发现，在“拉链”区域衔接各个壳粒的非必须衣壳蛋白的结构与P1有显着不同，是一个新的非必须衣壳蛋白，故命名为P3。后续研讨将进一步判定这些非必须衣壳蛋白的详细信息，并深入剖析其他或许参加病毒粒子拼装的结构成分。
非洲猪瘟全病毒结构（左上）、非洲猪瘟衣壳结构（右上）以及衣壳蛋白的散布形式图（下）
值得指出的是，近来生物物理所饶子和团队也宣布了类似的研讨效果，两个团队别离独立解析了非洲猪瘟病毒的高分辨率结构，并彼此印证了其研讨效果。这些精密的结构信息为人们了解非洲猪瘟病毒的根本结构和拼装机制供给了坚实基础，对疫苗研制和疫病防控具有重要指导作用。
我国科学技能大学博士生刘升、哈尔滨兽医研讨所副研讨员罗玉子、生物物理所博士生王雅娟以及微生物所助理研讨员李世华为论文的并列第一作者；高福、仇华吉、王培毅、章新政以及施一为论文一起通讯作者。微生物所研讨员齐建勋、毕钰海和助理研讨员彭如超，中科院北京生命科学研讨院助理研讨员宋豪以及南边科技大学冷冻电镜中心王培毅团队全体成员等对本课题给予了大力支撑。该研讨取得中科院非洲猪瘟研讨应急项目、国家自然科学基金、国家重点研制方案以及中科院青年立异促进会等的经费支撑。
