微生物所解析寨卡病毒蛋白晶體結構

　　中國科學院微生物研究所研究員施一和中國科學院院士高福團隊通力合作在揭示寨卡病毒致病機制方面取得新進展，研究結果以Zika virus NS1 structure reveals diversity of electrostatic surfaces among flaviviruses（《寨卡病毒NS1結構揭示不同黃病毒NS1存在不同的表面電荷分布》）為題于4月18日在線發表在國際學術期刊Nature Structural & Molecular Biology上。

　　寨卡病毒屬黃病毒科黃病毒屬，通過伊蚊傳播，于1947年首次在非洲分離，后來常在亞洲和非洲部分熱帶地區暴發和傳播，但是由于人感染后癥狀很輕，一直被科學界忽略。2013年在法國玻里尼西亞暴發后，病毒迅速蔓延到美洲，已波及南美、加勒比海地區25個 國家和地區。與此同時越來越多的證據表明寨卡病毒與胎兒和新生兒的小頭畸形癥及嚴重的神經系統并發癥如格林巴利綜合癥有關。寨卡病毒可以在懷有小頭畸形癥 胎兒的孕婦的羊水以及小頭畸形癥新生兒的腦組織中檢測到。此外，寨卡病毒可以感染人神經祖細胞并導致細胞死亡。目前臨床上還沒有可用的疫苗和特效治療藥物 來預防和控制寨卡病毒感染。

　　寨卡病毒與其它黃病毒屬成員一樣，基因組為單股正鏈RNA，由單一的開放讀碼框編碼3個結構蛋白（C、prM/M和E），及7個非結構蛋白（NS1、NS2A、NS2B、NS3、NS4A、NS4B和NS5）。其中NS1是病毒唯一分泌并與宿主相互作用的重要蛋白，在病毒感染、復制、病理及免疫逃逸過程中起著重要作用。NS1在細胞內形成同源二聚體，與胞內膜系統的脂類結合，參與病毒復制，同時NS1還可形成由3個二聚體組成的同源六聚體，以可溶性形式分泌于胞外，通過與宿主免疫系統及其它宿主因子的相互作用幫助病毒免疫逃逸及加強致病性，同時NS1可誘導機體產生抗體，是病毒感染的主要抗原，也是病毒早期診斷的重要標志物。

　　研究團隊率先解析了寨卡病毒非結構蛋白NS1的C端三維結構，發現其形成棒狀的同源二聚體結構，一面由20個反平行的β折疊形成梯形結構，另一面由復雜的環狀結構組成。與同屬的西尼羅病毒（WNV）和登革病毒（DENV）的NS1蛋白結構相比，寨卡病毒NS1的整體結構很相似，但是在環狀結構表面卻存在不同的表面電荷分布特征。DENV I型和II型的NS1在環狀結構表面的中心區域呈現正電荷分布，WNV的NS1則呈現負電荷分布，而寨卡病毒的NS1則既有正電荷又有負電荷。此區域正是位于NS1六聚體桶狀結構的外側，完全暴露在外面，為NS1與宿主相互作用的主要界面，也是抗體靶向的關鍵區域。此區域不同的表面電荷分布特征極有可能與不同黃病毒的致病模式不同有關，提示研究人員應該從NS1著手去研究其與小頭畸形癥、神經系統并發癥的關系。

　　這些研究極大地豐富了人們對寨卡病毒的認識，為應對寨卡病毒疫情及防控提供了重要的理論基礎。

　　微生物所博士生宋豪為文章的第一作者，施一和高福為通訊作者。研究得到國家自然科學基金委應急研究項目、國家科技部“973”項目和中科院應急攻關項目等資助。

寨卡病毒NS1與其它黃病毒NS1結構比較，揭示了不同黃病毒NS1存在不同的表面電荷分布特征