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逆轉(zhuǎn)錄病毒需要整合到宿主基因組中來完成自身的復(fù)制。當(dāng)逆轉(zhuǎn)錄病毒感染宿主生殖細(xì)胞時，整合的逆轉(zhuǎn)錄病毒便會從親代傳到子代，從而形成內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒。內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒廣泛存在于脊椎動物基因中。絕大多數(shù)的內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒會積累各種突變，從而在宿主基因組中失活或片段化。宿主有時會利用內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒基因來行使自身生物學(xué)功能（圖1），這個過程在進(jìn)化生物學(xué)中被稱為選配（co-option）。例如，抑制多種逆轉(zhuǎn)錄病毒復(fù)制的限制性因子Fv1以及參與到胚胎發(fā)育的Syncytins都是選配的逆轉(zhuǎn)錄病毒基因。但目前對脊椎動物中逆轉(zhuǎn)錄病毒基因選配事件尚無系統(tǒng)的研究。 韓管助課教授題組在756種脊椎動物基因組中系統(tǒng)地挖掘了逆轉(zhuǎn)錄病毒基因選配事件，共發(fā)現(xiàn)177個逆轉(zhuǎn)錄病毒選配事件。其中，93個選配事件涉及到逆轉(zhuǎn)錄病毒gag基因，gag基因選配事件主要發(fā)生在哺乳動物和鳥類中。84個選配事件涉及到逆轉(zhuǎn)錄病毒env基因，env基因選配事件主要發(fā)生在哺乳動物、鳥類和魚類中。通過對選配事件發(fā)生的時間進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)選配事件的數(shù)目隨著時間的推移而增多，僅有少數(shù)的選配的逆轉(zhuǎn)錄病毒基因在長時間尺度上被維持，這些結(jié)果表明逆轉(zhuǎn)錄病毒基因選配可以在脊椎動物中頻繁的發(fā)生和丟失。 一般認(rèn)為，參與到病毒與宿主間進(jìn)化軍備競賽的宿主基因會受到正選擇。該研究通過選擇壓力分析在很多選配的逆轉(zhuǎn)錄病毒基因中發(fā)現(xiàn)了正選擇的證據(jù)，表明這些基因可能參與到病毒與宿主間進(jìn)化軍備競賽中。還有部分選配的逆轉(zhuǎn)錄病毒基因的進(jìn)化主要受到負(fù)選擇，表明這些基因可能主要參與到非抗病毒的宿主功能之中。選配的逆轉(zhuǎn)錄病毒基因受到不同的選擇壓力表明這些選配的基因可能行使了多種宿主細(xì)胞生物學(xué)功能。總之，該研究為在脊椎動物進(jìn)化過程中發(fā)生的逆轉(zhuǎn)錄病毒選配事件提供了一幅全景圖，對全面理解逆轉(zhuǎn)錄病毒和脊椎動物間互作的進(jìn)化具有十分重要的意義。

該研究發(fā)掘了小麥抗旱基因TaDTG6-B并揭示了其功能獲得性等位變異調(diào)控小麥抗旱性的分子遺傳機理。

11月4日，天津大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院王濤課題組在Journal of Virology在線發(fā)表了最新研究成果，論文題目為“Enterovirus D68 Protease 2AproTargets TRAF3 to Subvert Host Innate Immune Responses”。 腸道病毒EV-D68（Enterovirus D68）可引起典型上呼吸道感染癥狀，同時還會誘發(fā)中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病，如急性弛緩性麻痹和急性無力脊髓炎等。近年來，我國對EV-D68的檢出率逐漸升高，存在大規(guī)模暴發(fā)的風(fēng)險。腸道病毒的非結(jié)構(gòu)蛋白2A蛋白酶（2Apro）是協(xié)助病毒逃避宿主天然免疫的關(guān)鍵蛋白。 王濤團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)在感染EV-D68后，2Apro可顯著抑制SEV誘導(dǎo)的Ⅰ型干擾素反應(yīng)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，2Apro能夠分別在HeLa和HEK293T細(xì)胞中切割TRAF3的C端區(qū)域，切割后得到的條帶大小為40 kDa左右。同時，2Apro中第107位氨基酸的半胱氨酸被丙氨酸取代后，喪失對TRAF3的切割活性，而TRAF3中第462位氨基酸甘氨酸突變?yōu)楸彼釙r，表現(xiàn)出對2Apro切割的抗性。 本研究發(fā)現(xiàn)了EV-D68的2Apro能夠切割宿主天然免疫通路中的TRAF3蛋白，從而破壞宿主的先天免疫應(yīng)答，并對2Apro和TRAF3切割的具體位點和機制做了詳細(xì)報道。

項目成果/簡介:11月4日，天津大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院王濤課題組在Journal of Virology在線發(fā)表了最新研究成果，論文題目為“Enterovirus D68 Protease 2AproTargets TRAF3 to Subvert Host Innate Immune Responses”。 腸道病毒EV-D68（Enterovirus D68）可引起典型上呼吸道感染癥狀，同時還會誘發(fā)中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病，如急性弛緩性麻痹和急性無力脊髓炎等。近年來，我國對EV-D68的檢出率逐漸升高，存在大規(guī)模暴發(fā)的風(fēng)險。腸道病毒的非結(jié)構(gòu)蛋白2A蛋白酶（2Apro）是協(xié)助病毒逃避宿主天然免疫的關(guān)鍵蛋白。 王濤團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)在感染EV-D68后，2Apro可顯著抑制SEV誘導(dǎo)的Ⅰ型干擾素反應(yīng)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，2Apro能夠分別在HeLa和HEK293T細(xì)胞中切割TRAF3的C端區(qū)域，切割后得到的條帶大小為40 kDa左右。同時，2Apro中第107位氨基酸的半胱氨酸被丙氨酸取代后，喪失對TRAF3的切割活性，而TRAF3中第462位氨基酸甘氨酸突變?yōu)楸彼釙r，表現(xiàn)出對2Apro切割的抗性。 本研究發(fā)現(xiàn)了EV-D68的2Apro能夠切割宿主天然免疫通路中的TRAF3蛋白，從而破壞宿主的先天免疫應(yīng)答，并對2Apro和TRAF3切割的具體位點和機制做了詳細(xì)報道。

前期研究發(fā)現(xiàn)一個海洋真菌來源的，含有特殊的 N-甲基化和 D-型氨基酸片段的小分子活性環(huán)三肽化 合物 X-13，在動物、模式生物和細(xì)胞水平均發(fā)現(xiàn)具有強烈的促血管生成作用；對大鼠糖尿病潰瘍損傷模 型也具有顯著修復(fù)活性。

本發(fā)明提供了花生維生素E合成相關(guān)基因APG1、APG2在提高植物α生育酚含量和耐鹽性中的應(yīng)用，兩基因APG1、APG2的氨基酸序列的同源性為98.6%。本發(fā)明經(jīng)實驗證明，將這2個基因分別在花生中超量表達(dá)后，得到活性最高的α生育酚含量明顯提高的轉(zhuǎn)基因植株，且可明顯增強轉(zhuǎn)基因花生種子和植株的耐鹽性；將這2個基因的反義載體轉(zhuǎn)入花生后，轉(zhuǎn)基因植株的α生育酚含量明顯減少。本發(fā)明的蛋白及其編碼基因?qū)τ谥参锞S生素E合成機制的研究，提高植物的α生育酚含量，改良植物的抗逆性具有重要的理論及實際意義，應(yīng)用前景廣闊。

蛋白酶體是細(xì)胞中用來調(diào)控特定蛋白質(zhì)的濃度和清除錯誤折疊蛋白質(zhì)的主要機制的核心組成部分，是細(xì)胞中最普遍的不可或缺的大型全酶超分子復(fù)合機器之一，也是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最大的蛋白降解機器。人源蛋白酶體全酶包含至少64個亞基，由蓋子 (Lid)和基座(Base)亞復(fù)合體組成的調(diào)控顆粒RP(Regulatory Particle)所激活。2016年，該課題組與其合作者在《美國科學(xué)院院刊》報道了人源蛋白酶體的基態(tài)近原子分辨的冷凍電鏡結(jié)構(gòu)，以及三個亞納米分辨的RP-CP亞復(fù)合體亞穩(wěn)或過渡態(tài)的共存結(jié)構(gòu)，并首次發(fā)現(xiàn)其中一個亞穩(wěn)態(tài)構(gòu)象的CP的底物轉(zhuǎn)運通道處于開放狀態(tài)（見PNAS 2016, 113: 12991-12996）。這一發(fā)現(xiàn)被德國馬普所Baumeister課題組及其合作者在2017年的一篇《美國科學(xué)院院刊》論文中通過酵母蛋白酶體全酶的冷凍電鏡亞納米精度分析進(jìn)一步證實、引用和比較（見PNAS 2017, 114, 1305-1310）。然而，在這些工作中，CP開放態(tài)的全酶結(jié)構(gòu)離近原子分辨還有較大距離，未能充分揭示人源蛋白酶體全酶的激活后的運動行為。毛有東、歐陽頎課題組及其合作者在前期工作的基礎(chǔ)上，利用他們自主開發(fā)的基于統(tǒng)計流行算法的高性能計算軟件ROME（見PLoS ONE 2017, 12:e0182130）與優(yōu)化的冷凍電鏡處理方法，對ATP-γS結(jié)合狀態(tài)下的人源蛋白酶體的全酶冷凍電鏡單顆粒數(shù)據(jù)展開了深入分析，得到了6個共存的動態(tài)結(jié)構(gòu)，其中包括3.6埃分辨率的基態(tài)結(jié)構(gòu)，3.5埃的開放態(tài)CP結(jié)構(gòu)，和三個CP開放態(tài)對應(yīng)的亞穩(wěn)簡并態(tài)全酶4.2埃，4.3埃和4.9埃的結(jié)構(gòu)。另外兩個中間態(tài)結(jié)構(gòu)分辨率為7.0埃和5.8埃。三個CP開放態(tài)對應(yīng)的全酶結(jié)構(gòu)的主要差別在于位于RP的AAA-ATPase激酶馬達(dá)模塊，伴隨其不同的構(gòu)象變化，至少有四個ATP-γS分子穩(wěn)定結(jié)合在不同的AAA-ATPase亞基上，為其在不同核酸結(jié)合狀態(tài)下形成的非穩(wěn)定動態(tài)構(gòu)象提供了重要證據(jù)。該研究首次觀察到位于AAA-ATPase激酶馬達(dá)模塊中心的底物轉(zhuǎn)運通道呈現(xiàn)從螺旋到鞍形不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化，為進(jìn)一步分析底物和蛋白酶體全酶的相互作用奠定了重要基礎(chǔ)。人源蛋白酶體全酶AAA-ATPase馬達(dá)模塊中心的底物轉(zhuǎn)運通道發(fā)生大幅度的拓?fù)渥儤?gòu)

本發(fā)明公開了一種新的豬繁殖與呼吸綜合征病毒變異株GP5蛋白及其制備方法及應(yīng)用，所述新的豬繁殖與呼吸綜合征病毒變異株GP5蛋白為可溶性表達(dá)PRRSV GP5完整蛋白或者可溶性表達(dá)融合TAT的PRRSV GP5蛋白，選用pCold TF DNA高效可溶性表達(dá)了PRRSV變異株GP5蛋白及TAT?GP5融合蛋白，保證了重組蛋白的生物學(xué)功能，解決了現(xiàn)有的技術(shù)難以表達(dá)

近日，藥學(xué)院錢旭紅院士、楊泱泱副教授課題組在蛋白靶向降解策略研究中取得重要進(jìn)展，相關(guān)成果以“An Endoplasmic Reticulum (ER)-Targeting DNA Nanodevice for Autophagy-Dependent Degradation of Proteins in Membrane-Bound Organelles”為題發(fā)表于著名期刊Angew. Chem. Int. Ed. (DOI: 10.1002/anie.202205509)，并入選VIP (Very Important Paper)。

帕金森病是一種是老年人群中常見的慢性、進(jìn)行性、運動障礙性中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病。帕金森病主要是由于大腦中缺乏多巴胺引起的．左旋多巴(Levodopa，L-dopa)為目前治療帕金森病的主要藥物．多巴胺不能夠通過血腦屏障到達(dá)大腦治療帕金森病，而 L-dopa 能夠通過血腦屏障，到達(dá)中樞神經(jīng)系統(tǒng)，并在體內(nèi)脫羧酶的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)槎喟桶?，從而治療帕金森病．常見的治療帕金森病的藥物多?L-dopa 及其與其他藥物的復(fù)合物，如美多芭、息寧等。在全球 500 強暢銷藥物市場中，抗帕金森治療市場超過 20 億美元。 來源于大腸桿菌的 4-羥基苯乙酸-3-羥化酶（ p-hydroxyphenylacetate3-hydroxylase ，PHAH) 具有較寬的底物范圍，可以將 L-酪氨酸轉(zhuǎn)化為 L-dopa，反應(yīng)單向進(jìn)行，產(chǎn)物均為 L 型，且該酶不會進(jìn)一步氧化 L-dopa。但由于 L-酪氨酸并不是 PHAH 的最適底物，該方法催化生成 L-dopa 反應(yīng)速率慢，到目前文獻(xiàn)報道的最高產(chǎn)率為 12.5g/L，并不能實際生產(chǎn)應(yīng)用。 前期本實驗室通過對大腸桿菌芳香族氨基酸代謝途徑進(jìn)行改造，已獲得從葡萄糖發(fā)酵生成 L-酪氨酸高產(chǎn)大腸桿菌菌株，發(fā)酵水平僅次于美國麻省理工學(xué)院與美國杜邦合作文獻(xiàn)報道的 L-酪氨酸發(fā)酵水平.本課題對 4-羥基苯乙酸-3-羥化酶進(jìn)行突變改造，獲得了一催化反應(yīng)速度大幅提升的突變體。在 L-酪氨酸的代謝途徑的基礎(chǔ)上，含 4-羥基苯乙酸-3-羥化酶突變體的大腸桿菌培養(yǎng) 38 小時轉(zhuǎn)化生成左旋多巴產(chǎn)率即可達(dá) 50g/L 以上，且培養(yǎng)發(fā)酵簡單易行為世界上首個采用此法可實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的左旋多巴生產(chǎn)路線。目前左旋多巴市場價格約為50 萬/噸，此法生產(chǎn)成本遠(yuǎn)低于左旋多巴市場價格。