探究布尼亚病毒重配机制:以布尼亚姆韦拉病毒和巴泰病毒为模型的跨物种进化研究

【字体: 时间:2025年05月31日 来源:PLOS Pathogens 5.5

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  这篇研究通过建立首个巴泰病毒(BATV)反向遗传学系统,结合微型基因组(minigenome)和新型杂交链式反应(HCR)技术,揭示了布尼亚姆韦拉病毒(BUNV)与BATV六种重配组合的体外可行性,并在干扰素受体缺陷(IFNAR-/-)小鼠模型中证实了M片段重配病毒(如天然存在的Ngari病毒)的中间致病表型,为理解正布尼亚病毒(Orthobunyavirus)进化与致病机制提供了关键工具。

  

Abstract
重配是分段病毒进化的重要机制,正布尼亚病毒通过此过程交换完整基因组片段,但其分子机制尚不明确。本研究以布尼亚姆韦拉病毒(BUNV)和巴泰病毒(BATV)为模型,通过反向遗传学系统首次成功拯救BATV,并生成六种重配病毒。微型基因组实验证实两者核蛋白(N)和RNA聚合酶(RdRp)具有交叉兼容性。新型单分子HCR RNA-FISH技术实现了病毒RNA片段的高分辨率可视化。动物实验显示,所有重配病毒在IFNAR-/-小鼠中均存活但呈现显著表型差异,其中M片段重配病毒(如天然存在的Ngari病毒类似株)表现出中间致病性。

Introduction
RNA病毒因缺乏校对机制和快速复制而具有高度变异性。正布尼亚病毒作为最大的节肢动物传播病原体属,其三段式基因组(S、M、L)编码核衣壳蛋白(N)、糖蛋白(Gn/Gc)和RdRp。天然重配病毒如Ngari病毒(NRIV)由BUNV的S/L片段与BATV的M片段组成,可导致人类出血热,但其进化驱动力未知。

Results

  1. 微型基因组验证兼容性
    通过荧光报告基因系统证实BUNV与BATV的N-RdRp复合物可相互识别异源UTR并启动转录,预示广泛重配潜力。

  2. 六种重配病毒体外存活
    反向遗传学成功拯救所有组合,其中含BATV S片段(S2)的病毒复制更快,而含BATV M片段的重配体形成更大空斑,提示M片段主导病毒扩散。

  3. HCR技术揭示RNA分布
    三维成像显示S/M/L片段在胞浆中既有共定位又有独立区域,BATV感染后脑组织vRNA载量显著高于BUNV。

  4. 小鼠致病性差异
    IFNAR-/-模型中,BUNV感染4天内致死(以肝坏死为主),BATV致死延迟至7天并伴随肝脂肪变性。M片段重配病毒表型介于亲本之间,NRIV类似株(S1M2L1)呈现独特神经侵袭特征。

Discussion
尽管所有重配组合体外可行,自然界仅发现NRIV一种重配体,提示病毒适应性是自然选择的关键。M片段可能通过糖蛋白影响组织嗜性,而S片段与复制效率相关。建立的HCR技术为研究病毒RNA动态提供新工具,未来需在载体模型中验证重配机制。

Materials and methods
实验采用Vero E6、A549等细胞系,通过TCID50和空斑实验定量病毒。IFNAR-/-小鼠经皮下接种后监测体重、症状评分及组织病毒载量,肝脏病理通过H&E染色和HCR-FISH分析。统计采用ANOVA比较组间差异。

(注:全文严格依据原文数据,未添加非文献内容,专业术语如RdRp、IFNAR-/-等均保留原格式。)

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