公共卫生学院（深圳）方强林教授团队与合作团队在巨病毒结构研究取得新进展

       巨病毒(Giant virus)是一系列超大尺寸病毒的统称，其直径可达150至500 nm，基因组大小可达数百kbp至数Mbp。近期流行的猴痘病毒是巨型病毒中的一类，即痘病毒(Poxvirus)。由于尺寸巨大等障碍，关于巨病毒的结构研究一直存在诸多挑战。

       近日，方强林教授团队与合作单位美国普渡大学Thomas Klose博士和内布拉斯加大学林肯分校James L. Van Etten教授团队共同解析了小球藻巨型DNA病毒1型的低对称性（C5对称）近原子水平分辨率冷冻电镜结构，揭示了病毒非二十面体对称性的衣壳组分。

        研究团队应用冷冻电镜单颗粒技术，并采用“对称性拓展”和“分区重构”策略克服了病毒低对称性和巨大尺寸对三维重构带来的困难，成功将病毒的C5对称性结构分辨率提升至3.8埃。完成结构解析后，如何从600多个候选中鉴定出病毒的各个衣壳蛋白，成为了另一个挑战。研究团队则以生化研究为基础，采用AlphaFold2等结构预测作为辅助，最终在病毒的衣壳中鉴定出五种主要衣壳蛋白变体和一种五聚体壳粒蛋白变体，在病毒的特殊顶点发现一个囊泡结构和五种起支撑囊泡的跨膜蛋白，和一种糖类水解酶样蛋白。此外还在病毒的外表面鉴定出四种构成病毒长纤维的蛋白。研究团队根据解析的结构和现有资料，指出特殊顶点是该病毒衣壳组装起始的关键，并提出了一种该病毒整体衣壳组装机制的假说。

图1 小球藻巨型DNA病毒1型五次对称性冷冻电镜三维结构

        2022年10月29日，该研究以“Near-atomic, non-icosahedrally averaged structure of giant virus Paramecium bursaria chlorella virus 1”为题，在国际综合期刊《Nature Communications》在线发表。该论文由中山大学公共卫生学院（深圳）方强林教授、美国普渡大学Thomas Klose博士和美国内布拉斯加大学林肯分校James L. Van Etten教授为共同通讯作者，中山大学公共卫生学院（深圳）科研助理邵千芊为第一作者，中山大学作为第一单位。

        该研究得到了中山大学百人计划启动项目、美国国家科学基金会基金（项目编号：1736030）和美国国立卫生研究院基金（项目编号：AI011219）的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-022-34218-4

撰稿：方强林课题组

初审：王霄爽

审核：杜向军 钱 军

审核发布：汪宗芳