莫非最前沿 | Science Advances:揭开虾类养殖头号病毒的“外衣”
白斑综合症病毒(White Spot Syndrome Virus, WSSV)是一种能引起水产虾类爆发性死亡的病毒,目前尚无有效的防治办法。
自20世纪90年代初,白斑综合症病毒在我国台北首次发现以来,先后在亚太、北美、欧洲等国家和地区相继暴发,造成水产养殖虾类大规模死亡和巨大经济损失。目前,白斑综合症病毒已成为全球范围内虾类养殖业头号病毒杀手之一,也是各国海关进出口水产品检疫的重点。
白斑综合症病毒为含囊膜的双链DNA病毒,主要由核衣壳蛋白和病毒DNA组成,呈杆状,是目前发现的最大病毒之一。虽然针对白斑综合症病毒的研究一直是领域热点,但是到目前为止,这种病毒的侵染机制并不完全清楚,譬如在白斑综合症病毒侵染宿主过程中,核衣壳蛋白是如何驱动病毒DNA释放的?

使用冷冻电镜研究病毒的历史悠久。大约三十年前,研究人员首次使用冷冻电镜对分离的病毒颗粒进行成像。从那时起,冷冻电镜经历了分辨率的革命以及原位技术的革新。时至今日,冷冻电镜可以在原位条件下获得病毒蛋白质(近)原子分辨率结构以及系统研究病毒侵染宿主的过程。因此,越来越多的科学家从组成病毒最基本的蛋白质及其结构出发,去解读诸如病毒的组装机制以及侵染机制等。值得一提的是,由于事关粮食安全与人民健康,跟农业生产相关的冷冻电镜病毒研究更是备受关注,如禽流感病毒、非洲猪瘟病毒等。

来自南方科技大学的沈庆涛老师团队最新发表在Science Advances杂志上的研究成果,利用冷冻电镜技术,解析了WSSV杆状核衣壳的高分辨结构,发现WSSV核衣壳以环状堆叠的结构形式存在,这与目前发现丝状和椭球状病毒的螺旋状核衣壳结构均不相同。在WSSV侵染过程中,核衣壳会出现椭球状和杆状两种结构形式的转变,这种转变是由核衣壳不同层环状结构的变化产生的。核衣壳由椭球状变为杆状会释放病毒基因组,伴随着内部容积变小、压力丧失。

沈庆涛团队的工作阐明了WSSV侵染过程中压力驱动的DNA释放过程及其结构基础,有助于更好地认识WSSV侵染过程并为WSSV的防治提供了新思路。