负链RNA病毒聚合酶的结构和功能机制研究

Negative-sense RNA virus （NSRV) has been a long-term serious threaten to human，including some viruses with high pathogenicity such as influenza, measles, Ebora and Crimean-Congo hemorrhagic fever virus etc. NSRVs encode large RNA-dependent RNA polymerases (RdRps) whose molecule weight is at bout 250-500 kDa. The RdRp takes charge of viral genome replication and transcription with help from viral or host cell proteins. Due to the lack of structural information, the mechanism of NSRVs RNA polymerase is not clear now. In this project, we are going to determine several three-dimensional structures of NSRV RNA polymerases and reveal their mechanisms. This work will provide a theoretical basis for the development of new antiviral drug.

负链RNA病毒（negative-sense RNA viruses, NSRVs）是威胁人类健康的重要杀手，具有超高致病性的埃博拉、流感、麻疹、刚果出血热等病毒均属于此类。NSRV自身编码一个超大（约250-500kDa）的RNA聚合酶，在病毒自身或宿主蛋白的帮助下行使包括病毒基因组的复制、转录等多种复杂功能。长期以来，由于缺乏精确的结构信息，人们对这类RNA聚合酶的工作机制和功能转换机制一直没有深入了解。本项目将争取解析NSRV的RNA聚合酶复合体和其它关键功能组分的三维结构，希望在此基础上全面地揭示其工作机理，为以后有针对性的药物研发提供新的理论依据。

流感病毒等负链RNA病毒（negative-sense RNA viruses, NSRVs）对人类健康构成了重大威胁，具有超高致病性的埃博拉、流感、麻疹、刚果出血热等病毒均属于此类。NSRV自身编码一个超大（约250-500kDa）的RNA聚合酶，在病毒自身或宿主蛋白的帮助下行使包括病毒基因组的复制、转录等多种复杂功能。本项目希望揭示病毒复制的工作机理、研究宿主免疫防御机制等科学问题，为以后有针对性的药物研发提供新的理论依据。.在过去的几年里我们重点以流感病毒为模型开展了一系列研究工作，主要包括：1）研究流感病毒复制复合体（RNA dependent RNA polymerase, RdRP)的结构及复制机制。目前已经成功解析了禽流感病毒RdRP的全酶结构，相关功能验证工作正在进行中。文章曾投稿，目前还在修改完善过程中。2）研究流感病毒在细胞中的复制导致的宿主免疫应答。在此研究内容中，我们发现了人体中一类新型的炎症因子（DAMP类）IFP35家组蛋白。研究发现流感病毒感染导致该炎症因子迅速分泌到血液中，发挥促炎作用。当血液中含量达到较高水平时（700pg/ml），病患大都死亡。进一步研究新冠病毒感染病患得出类似结论，表明我们发现了人体中一类介导细胞因子风暴的重要的新型炎症因子。该项研究目前已经发表一篇研究论文（Nature Communications, 2017），另有两篇研究论文在投稿过程中（Cell Reports, Molecular Cell）。另外申请了两项PCT专利。3）我们还研究了来源于负链RNA病毒Thogoto病毒M蛋白的结构，研究了其在不同PH值下的构象变化，从而为揭示了病毒的组装和脱壳过程提供了依据。该研究结果发表在J Gen Virol. (2016)。总结该项研究项目所取得的主要成果目录：已发表文章两篇，已投稿文章两篇，申请PCT专利两项，另外依据本项目成果进一步获得各方面研发资助多项，总经费超过1000万元。其中包括产业研发项目资助2项，资金超过400万元。