双生病毒冷冻电镜高分辨结构研究

Geminiviruses are a family of single strand DNA plant viruses that cause diseases of economically important plants worldwide. In recent years, several provinces in south China, including Guangxi, Yunnan, Hainan, Guangdong and Taiwan, all have occurrence of different degrees of Geminivirus diseases among papaya and squash, tomatoes, tobacco and many other crops. Based on the molecular and functional studies by Zhou Xueping and Li zhenghe group of Institute of Biotechnology of Zhejiang university, this study will be the first high resolution Cryo-EM single particle analysis of the full virion structure of Geminivirus and its complex with host protein. The results from this study will lead to unprecedented insights into viral mechanism at atomic level and novel ways to control plant diseases.

双生病毒是世界范围内广泛发生的一类植物单链 DNA病毒，我国相继在广西、云南、海南、广东和台湾等南部省份的南瓜、番茄、番木瓜和烟草等作物上发现多种双生病毒的严重病害。本项目将基于浙江大学生物技术研究所周雪平李正和实验组对双生病毒的分子生化和功能实验的基础上，将第一次对该病毒进行冷冻电镜单颗粒分析并将获得病毒及其宿主蛋白的高分辨结构，为从原子水平上认识双生病毒和探求抑制病害打下基础。

双生病毒是一类世界范围广泛发生的植物单链 DNA 病毒, 其致病危害严重, 是作物病害防控的重要对象。双生病毒粒子的全病毒粒子结构和其衣壳蛋白与核酸的相互作用激活机制是病毒组装复制机制的两个最主要方面。在青年科学基金的资助下，我们对双生病毒菜豆金黄花叶病毒属的典型研究案例烟草曲茎病毒结构进行了全面而深入的研究，取得了非常显著的成果。我们利用结构生物学的方法，主要是冷冻电镜三维重构技术，成功解析第一个烟草曲茎病毒的高分辨三维结构，并应用三维分类的方法，确定了在病毒内部“衣壳蛋白”-“核酸”-“衣壳蛋白”的作用模式，并推断了病毒组装过程中的可能过程。我们的研究表明病毒的基因组核酸在两半衣壳组装过程中起到了关键性的作用，并揭示了双生病毒组装的一般性机制。我们很好完成了研究目标，并发表相关SCI论文2篇。