禽流感病毒PB2蛋白与禽MAVS蛋白互作影响禽流感病毒致病性的分子机制

Avian influenza is the primary infectious disease of poultry industry in China, but the molecular mechanisms of avian influenza virus (AIV) pathogenicity in poultry is still not clear. This project will study the molecular mechanisms of how PB2 affects AIV pathogenicity in poultry by interacting with the Mitochondrial Antiviral Signaling Protein(MAVS). First, we analyze the structural domains and functions of the avian MAVS, and then we determine the signal pathway of avian MAVS-mediated type I interferons expression. We co-express truncated PB2 plasmids and full-length MAVS in DF1 and DEF cells to determine the specific regions that participate in the interaction of PB2 and MAVS by Co-immunoprecipitation(Co-IP) assay. And we further explore which virulence-related amino acids mutations in PB2 will affect the interaction of PB2 and MAVS to inhibit the production of type I interferon. We generate reassortants viruses that contain virulence-related mutations in PB2 by reverse genetics. We analyze the differences of production of type I interferon induced by the reassortants viruses in poultry cells and the pathogenicity in DF1 and DEF cells and poultry to reveal the molecular mechanisms of how AIV PB2 protein interacts with avian MAVS to inhibit the production of type I interferon and affect the pathogenicity of avian influenza virus.

禽流感是我国养禽业的首要传染病，但禽流感病毒对家禽致病的分子机制尚不完全清楚。本项目将以禽流感病毒PB2蛋白与禽MAVS蛋白相互作用对禽流感病毒致病性的影响为研究对象，先解析禽MAVS蛋白结构域与其功能，确定禽MAVS介导Ⅰ型干扰素表达的信号通路；将不同区域截短的PB2基因与禽MAVS共表达，研究PB2蛋白哪些功能域与禽MAVS蛋白相互作用；将PB2蛋白互作区域内与禽流感病毒致病性相关位点的氨基酸定点突变，解析哪些氨基酸突变影响PB2蛋白与禽MAVS蛋白互作而抑制Ⅰ型干扰素的表达，最终确定PB2蛋白与禽MAVS蛋白互作抑制Ⅰ型干扰素表达的作用机制。利用反向遗传操作技术定点突变禽流感病毒，研究PB2蛋白氨基酸突变的禽流感病毒在禽类细胞中诱导Ⅰ型干扰素表达的差异以及其对禽类细胞、家禽致病性的差异，揭示禽流感病毒PB2蛋白与禽MAVS蛋白互作抑制Ⅰ型干扰素表达而影响禽流感病毒致病性的分子机制。

禽流感是我国养禽业的首要传染病，但禽流感病毒对家禽致病的分子机制尚不完全清楚。本项目以禽流感病毒PB2蛋白与禽MAVS蛋白相互作用对禽流感病毒致病性的影响为研究对象。首先克隆和鉴定了鸡、鸭等家禽模式识别受体信号通路的重要分子MAVS蛋白，分别解析了鸡、鸭的MAVS蛋白结构功能域，发现鸭MAVS是鸭RLRs信号通路中的关键接头蛋白，可激活鸭RLRs通路中TRAF3-IRF-7-IFN-β信号途径，初步阐明了其诱导I型干扰素作用机制。发现H5N1亚型禽流感病毒PB2蛋白与鸭MAVS蛋白相互作用，抑制鸭MAVS介导的抗病毒天然免疫信号通路。PB2蛋白的PB1结合区和核定位区和鸭MAVS蛋白的1-175位氨基酸区域是其互作的关键区域，而PB2蛋白的PB1结合区、帽子结合区和核定位区均能与鼠MAVS蛋白相互作用，初步阐明了H5N1亚型禽流感病毒的PB2蛋白调控鸭MAVS介导抗病毒天然免疫反应的机制。发现H6N2亚型禽流感病毒PB2蛋白与鸭MAVS蛋白相互作用，进而调控鸭MAVS介导的抗病毒天然免疫反应。PB2蛋白的PB1结合区、核定位区和鸭MAVS蛋白的1-175位氨基酸区域是其互作的关键区域，而PB2蛋白的PB1结合区、帽子结合区和核定位区均能与鼠MAVS蛋白相互作用，初步阐明了H6N2亚型禽流感病毒的PB2蛋白调控鸭MAVS介导抗病毒天然免疫反应的机制。发现H7N9亚型禽流感病毒PB2蛋白与鸭MAVS蛋白相互作用，进而调控鸭MAVS介导的I型干扰素通路。PB2蛋白的PB1结合区、帽子结合区和核定位区和鸭MAVS的1-175位氨基酸区域是其互作的关键区域，而只有PB2蛋白的核定位区与鼠MAVS相互作用，初步阐明了H7N9亚型禽流感病毒的PB2蛋白调控鸭MAVS介导抗病毒天然免疫反应的机制。这有助于我们深入了解禽流感病毒调控禽MAVS介导的抗病毒天然免疫的分子机理。