甲型流感病毒节段特异性RNA非编码序列(ssNCRs)在病毒RNA转录与复制中的调控作用

由于流感病毒具有有极高的变异率(抗原漂变和转变），给快速制备有效而充足的抗流感药物和预防性流感疫苗带来了极大的挑战。本项目将以相对保守的流感病毒的节段特异性RNA非编码序列（ssNCRs）（包括病毒RNA启动子和启动子之后的节段特异性序列）为研究对象，针对ssNCRs在编码不同病毒蛋白的每个病毒RNA节段中的不同且保守的序列特征，来研究它们在与病毒RNA聚合酶特异性相互作用的过程中，作为顺式作用元件对每个节段RNA转录与复制的调控作用；利用研究流感病毒RNA聚合酶活性的一系列体内与体外分析方法、聚合酶与RNA相互作用的分析方法和流感病毒反基因技术，通过突变及互换的方式，在分子水平，细胞水平和病毒水平上来初步揭示ssNCRs存在的生物学意义及其作用的分子机制。相关成果将进一步深化我们对流感病毒复制机理的认识，并为设计新型流感病毒减毒活疫苗提供理论依据。

甲型流感病毒是分8个节段的负链RNA病毒，每个片段的非编码区（noncoding regions，NCRs）由高度保守的启动子区和非保守片段特异性区构成，片段特异性NCR不仅差异调控流感病毒RNA的转录，复制，还作为包装信号的一部分参与流感病毒RNA片段的选择性包装。我们利用生物信息学分析了在NCBI流感病毒数据库中所有流感病毒的NCRs，不仅首次全景展示了流感病毒片段特异性非编码区的序列特征，而且首次发现两个亚型决定片段HA和NA的NCRs具有亚型特异性。在此基础上， 我们利用流感病毒的小型复制子系统和反向遗传系统，对NCR在流感病毒生命周期中的作用进行了系统研究。通过这些研究，一方面揭示了片段特异性非编码区其在病毒RNA合成水平与蛋白表达水平的差异调控，并且揭示了PB1非编码区在翻译水平上介导PB1低水平表达的机制和生物学意义，即流感病毒在长期的进化过程中，其PB1基因获得了一个高度保守和特异的非优势Kozak序列来调节PB1蛋白的表达量，从而优化病毒复制动力学和避免过度激活宿主抗病毒天然免疫应答。另一方面， 我们利用WSN反向遗传系统针制备了系列HA亚型特异性NCR替换的重组病毒，通过对这些重组病毒的研究，发现HA亚型特异性NCR在HA的包装效率上起关键作用， 同时通过对HA亚型特异性NCR两端分别替换的重组病毒的研究，揭示了HA亚型特异性NCR在决定HA片段包装效率的关键决定因素。这些发现不仅拓宽了对甲型流感病毒基本遗传信息的认识,而且为甲型流感病毒的分型提供了重要依据，同时为选择性基因组包装理论提供了新的视角。