基本信息
- 项目名称：
- 同源重组是甲型流感病毒进化的重要动力
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 甲型流感病毒对人类健康造成极大危害。禽流感病毒直接感染人引起了对新的流感大流行的警惕。一种新的甲型H1N1流感病毒正在世界范围内大流行。流感病毒中是否存在同源重组是流感病毒研究的关键问题。我们分离并鉴定了3株H9N2和H5N1亚型基因内重组产生的H9N2流行株。对GenBank中甲型流感病毒序列分析也发现了许多重组株。这是世界上首次有关禽流感病毒同源重组现象的报道。这些结果表明同源重组在流感病毒进化的过程中发挥着重要的作用。相关论文已发表于Mol Biol Evol (SCI, IF7.28) 和Virology (SCI, IF3.539)。
- 详细介绍：
- 甲型流感病毒对人和动物的健康造成极大的危害。目前，一种新型的猪源甲型H1N1流感病毒正在世界范围内蔓延，世界卫生组织宣布将甲型H1N1流感警戒级别从5级提升至最高级6级，认为现在疫情已发展为全球性“流感大流行”，这是21世纪第一场流感大流行。高致病性H5N1 亚型禽流感目前已经丛亚洲传播扩散到欧洲和非洲。为了阻止禽流感疫情的进一步爆发，避免家禽养殖业的严重经济损失，各国相继采取了大规模的家禽扑杀。而且禽流感H5N1 亚型病毒可以直接跨越宿主界限，感染人的呼吸系统，导致死亡。其他亚型的A型禽流感也能直接感染人。例如， H9N2 亚型和H7N7 亚型禽流感病毒。高致病性禽流感已经导致了至少270例死亡并且引起了广泛的社会关注。深入理解甲型流感毒力以及宿主趋向性改变的分子基础对防止甲型流感病毒大流行非常重要。 重配和基因突变是流感病毒进化的关键动力并且得到了详细的研究。重配是两个或多个流感病毒株共感染同一细胞时交换基因片段从而产生新的流感病毒的过程。但是相同基因片段之间的同源重组还存在着很大的争议。Gibbs等认为人源和猪源流感病毒的HA基因之间发生过同源重组，而这次重组事件可能触发了导致四千万人死亡的1918年西班牙流感大流行。但是重组因为缺少系统发育支持而被质疑。最近又有报道认为人源流感病毒（H1N1和H3N2亚型）不重组。因此，在甲型流感病毒中是否存在同源同组是目前流感病毒研究的一个关键问题。 我们采用国际上通用的重组分析方法对现有的甲型流感病毒基因组序列进行一系列的分析。我们发现在我国广西省分离得到的3株禽流感病毒具有重组的基因片段。而且，通过对GenBank中大约13000条甲型流感病毒序列进行系统分析发现了一系列重组体。这是世界上第一次有关禽流感病毒同源重组现象的报道。我们也发现甲型流感病毒中，重组可以发生在人源和猪源流感病毒之间。相关论文已经发表在国际著名杂志Molecular Biology and Evolution (SCI, 影响因子7.28)以及Virology (SCI, 影响因子3.539)上。Molecular Biology and Evolution编辑评价，这项发现将会在很大程度上改变人们看待流感病毒进化的方式。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 甲型流感病毒对人类健康造成极大危害。禽流感病毒直接感染人引起了对新的流感大流行的警惕。一种新的甲型H1N1流感病毒正在世界范围内大流行。深入理解流感毒毒力和宿主趋向性改变的分子基础对防止流感病毒大流行非常重要。重配和基因突变是流感病毒进化的关键动力并且得到了详细的研究。但是相同基因片段之间的同源重组还存在着很大的争议。因此，在甲型流感病毒中是否存在同源同组是目前流感病毒研究的一个关键问题。
科学性、先进性及独特之处
- 我们采用国际上通用的重组分析方法对现有甲型流感病毒基因组序列进行一系列的分析。我们发现了3株禽流感病毒具有重组基因片段。通过分析现有的甲型流感病毒序列也发现了很多重组体。这是世界上第一次有关禽流感病毒同源重组现象的报道。相关论文已发表于MBE(SCI,IF=7.28)和Virology (SCI,IF=3.539)。MBE编辑评价，这项发现将会在很大程度上改变人们看待流感病毒进化的方式。
应用价值和现实意义
- 这项研究为甲型流感病毒发生同源重组以及同源重组可以在甲型流感病毒进化中发挥一定作用提供了证据。研究结果为理解我国禽流感病毒的现状以及甲型流感病毒的进化提供了相关的信息，也为开展甲型流感病毒的进一步研究以及新型疫苗的研制和开发奠定了基础。
学术论文摘要
- 甲型流感病毒对人和动物的健康造成极大的危害。禽流感病毒H5N1、H9N2 和H7N7亚型直接感染人类引起了人们对一场新的流感大流行的高度警惕。目前，一种新型的猪源甲型H1N1流感已发展为21世纪第一场“流感大流行”。深入理解流感病毒毒力以及宿主趋向性改变的分子基础对防止流感大流行具有重要的意义。在流感病毒中是否存在同源重组还存在很大争议。本研究报道了3株携带有由H9N2和H5N1亚型重组产生的PA基因的H9N2亚型流行株。同时，对GenBank中甲型流感序列的系统分析发现了许多同源重组株，同源重组可以在甲型流感病毒PB2，PB1，PA，HA和NP片段中发生，而且可以在相同或者不同血清型之间发生。我们还发现同源重组可以在人源和猪源甲型流感病毒之间发生。这些结果表明同源重组在甲型流感病毒进化的过程中发挥着重要的作用，这种机制可能导致甲型流感毒力以及宿主趋向性的改变。
获奖情况
- 1. He, C., Xie, Z., Han, G., Dong, J., Wang, D., Liu, J., Ma, L., Tang, X., Liu, X., Pang, Y., and Li, G. (2009). Homologous recombination as an evolutionary force in the avian influenza A virus. Molecular Biology and Evolution 26(1):177-187. (SCI, 影响因子7.28). 2. He, C., Han, G., Wang, D., Liu, W., Li, G., Liu, X., and Ding, N. (2008). Homologous recombination evidence in human and swine influenza a viruses. Virology 380(1): 12-20. (SCI, 影响因子3.539).
鉴定结果
参考文献
- 1. Nelson, M. I., and Holmes, E. C. (2007). The evolution of epidemic influenza. Nature Reviews Genetics 8:196-205. 2. Han, G., He, C., Ding, N., and Ma, L. (2008). Identification of a natural multi-recombinant of Newcastle disease virus. Virology 371(1): 54-60. 3. He, C., Han, G., Wang, D., Liu, W., Li, G., Liu, X., and Ding, N. (2008). Homologous recombination evidence in human and swine influenza a viruses. Virology 380(1): 12-20. 4. He, C., Xie, Z., Han, G., Dong, J., Wang, D., Liu, J., Ma, L., Tang, X., Liu, X., Pang, Y., and Li, G. (2009). Homologous recombination as an evolutionary force in the avian influenza A virus. Molecular Biology and Evolution 26(1):177-187.
同类课题研究水平概述
- 目前，普遍认为负链RNA病毒的重组率非常低。因此，在国际上流感病毒是否存在同源重组现象有很大的争议。Gibbs等认为人源和猪源流感病毒的HA基因之间发生过同源重组(Science 293: 1842-1845)。但是他们的重组证据因为缺少系统发生支持而被质疑(Science 296: 211)。最近又有报道认为人源流感病毒（H1N1和H3N2亚型）不重组(J Virol 82:4807-4811)。因此，在流感病毒中是否存在同源同组是目前流感病毒研究的一个关键问题。 我们采用国际上通用的重组分析方法对现有的甲型流感病毒基因组序列进行一系列的分析。我们发现在我国广西省分离得到的3株禽流感病毒具有重组的基因片段。而且，通过对GenBank中大约13000条甲型流感病毒序列进行系统分析发现了一系列重组体。这是世界上第一次有关禽流感病毒同源重组现象的报道。相关论文(Mol Biol Evol 26(1):177-187)已经发表在国际著名杂志Molecular Biology and Evolution (SCI, 影响因子7.28)上。Molecular Biology and Evolution编辑评价，这项发现将会在很大程度上改变人们看待流感病毒进化的方式。我们发现同源重组也可以发生在人源和猪源流感病毒之间。相关论文(Virology 380(1): 12-20)也已经发表在国际著名杂志Virology (SCI, 影响因子3.539)上。
