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近日，Journal of Virology杂志在线发表了中国农大刘金华教授团队关于H9N2亚型禽流感病毒由于M基因重配使得其在鸡体内复制力增强的研究成果。具体表现为，H9N2的M基因内5个氨基酸位点的变异在促进病毒复制过程中起重要作用。原文题为“M gene reassortment in H9N2 influenza virus promotes early infection and replication: contribution to rising virus prevalence in chickens in China”。
H9N2和H5N1亚型禽流感是家禽中的主要流行型 。流行病学资料显示，2010-2013年期间，我国鸡种群内H9N2亚型禽流感的分离率为32.25%。H9N2亚型禽流感病毒的基质蛋白（Matrix，M）是由基因组片段 7编码，片段7包含两个开放阅读框，能够转录2个翻译M1和M2蛋白的mRNA。M1是一种结构蛋白，调控病毒的转录、物质转运等；M2是一种跨膜蛋白，具有离子通道作用，在病毒生命周期的早期阶段发挥功能。另外，M1和M2蛋白在病毒组装、释放过程中扮演重要角色，是病毒形态学特征的决定因子。
H9N2亚型禽流感病毒M基因G1-like分支和BJ/94-like在家禽中流行的过程中，二者间经常发生基因重配。来自于G1-like分支的病毒片段如PB2、PB1、PA和M可以重配到BJ/94-like分支，然而，只有片段M已经被明确证实可以重配入BJ/94-like分支。研究表明，该种重配是产生G57基因型H9N2亚型禽流感病毒，并促进病毒复制的关键因素。然而，M基因G1-like分支增强H9N2亚型禽流感病毒在鸡体内复制能力的关键性因素及分子机制尚须进一步研究。
刘金华教授团队通过研究鸡种群内分离得到的H9N2亚型禽流感病毒，发现G1-like分支的M基因重配到BJ/94-like分支，促进了H9N2亚型病毒在鸡种群内的流行。进一步研究表明， G1-like 分支M基因重配到BJ/94-like分支有以下优势：（1）促进病毒mRNA转录、病毒基因组的产生以及M1、M2和NP蛋白的表达；（2）利于正常形态病毒粒子的产生；（3）促进病毒的复制以及病毒的释放；（4）利于病毒对鸡群的感染，使致死率升高。接下来，刘金华团队分析了G1-like分支M1和M2基因氨基酸序列，发现了5个氨基酸位点的变异，包括M1-37A，M1-95K，M1-224N，M1-242N和M2-21G。利用体内和体外实验，研究人员发现这些氨基酸位点的变异，都有利于病毒在宿主细胞以及鸡体内进行复制和释放。
图1 G1-like M基因氨基酸位点变异 H9N2亚型禽流感病毒流行情况
该研究发现G1-like M基因重配可以促进H9N2亚型禽流感病毒的复制，而M基因内存在的5个关键氨基酸位点的变异在这个过程中发挥重要作用。该研究有助于我们认识基因重配和变异在H9N2亚型禽流感病毒流行过程中重要作用，并对可能导致病毒流行的变异株的评估具有指导意义。
（本文由中科院武汉病毒所徐焕洲博士供稿）
Abstract: Segment reassortment and base mutagenesis of influenza A viruses are the primary routes to the rapid evolution of high fitness virus genotypes. We recently described a predominant G57 genotype of avian H9N2 viruses that caused country-wide outbreaks in chickens in China during 2010-2013 which led to the zoonotic emergence of H7N9 viruses. One of the key features of the G57 genotype is the substitution of the earlier BJ/94-like M gene with the G1-like M gene of quail origin. We report here on the functional significance of the G1-like M gene in H9N2 viruses in conferring increased infection severity and infectivity in primary chicken embryonic fibroblasts and chickens. H9N2 virus housing the G1-like M gene, in place of BJ/94-like M gene, showed early surge in viral mRNA and vRNA transcription that were associated with enhanced viral protein production, and with early elevated release of progeny virus comprising largely spherical rather than filamentous virions. Importantly, H9N2 virus with G1-like M gene conferred extrapulmonary virus spread in chickens. Five highly represented signature amino acid residues (37A, 95K, 224N and 242N in M1 protein, and 21G in M2 protein) encoded by the prevalent G1-like M gene were demonstrated as prime contributors to enhanced infectivity. Therefore, the genetic evolution of M gene in H9N2 virus increases reproductive virus fitness, indicating its contribution to rising virus prevalence in chickens in China.
通讯作者介绍：刘金华教授，博士，博士生导师，中国农业大学预防兽医学系主任，长江学者特聘教授。主要研究工作包括动物流感病毒遗传演化、致病机理和防控技术等。已经在Science、PNAS、Lancet、JVI等国际权威SCI杂志发表多篇研究成果。在禽流感HIN1，H9N2，H7N9 等的遗传演化和致病机理方面有重大突破。
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发表于 2017-7-8 11:49:21
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