非洲猪瘟疫情自从2018年在我国爆发以来,对我国的经济带来了巨大的损失,给我国养猪业造成巨大的威胁和挑战。湖南大学生物学院彭友松团队以非洲猪瘟病毒(ASFV)为研究对象,对该病毒的遗传多样性、进化和抗病毒药物等问题进行了研究,近年来取得了一系列进展:
1)发现ASFV基因组呈现很大的多样性,而同源重组是ASFV遗传多样性的主要驱动力。相关工作于2019年发表于兽医学权威期刊Veterinary Microbiology(见论文1),论文共同第一作者为博士生朱兆中和肖朝庭副教授,通讯作者为彭友松;
2)建立ASFV与宿主的蛋白互作网络,预测了多个潜在的抗ASFV药物,为非洲猪瘟疫情的防控提供了帮助。相关结果于2020年发表于PeerJ(见论文2),论文第一作者为博士生朱兆中和硕士生范韵诗,通讯作者为彭友松与四川大学曹洋副教授;
3)系统阐述ASFV的多基因家族蛋白的特征,并开发了用于ASFV多基因家族蛋白分类的在线服务器MGFC。相关结果于2021年发表于生物信息学权威期刊Briefings in Bioinformatics(见论文3),论文共同第一作者为博士生朱兆中和硕士生陈慧婷,通讯作者为彭友松与阿里云公司的邹远强;
4)2022年12月02日,彭友松团队与中国动物卫生与流行病学中心吴晓东团队合作,在兽医学权威期刊Veterinary Research上发表了题为“Systematic identification and characterization of repeat sequences in African swine fever virus genomes”的研究论文,系统揭示了ASFV重复序列的基因组分布、序列结构特征、功能、遗传和进化机制(见论文4)。
ASFV引发的非洲猪瘟疫情严重威胁着我国的养猪业。彭友松团队的前期研究表明ASFV基因组中大量的重复序列可能是造成ASFV发生同源重组的主要原因(论文1),但是关于ASFV中重复序列的类型、结构、功能和进化还缺乏系统研究。本研究发现,ASFV基因组中分布着微卫星、小卫星和短散在元件等三种类型的重复序列,大部分重复序列位于基因组的5'端和非编码区域;位于非编码区的重复序列倾向于形成增强子,而编码区重复序列具有比非编码区重复序列更低的α-螺旋和β-折叠;编码区重复序列在功能上倾向于编码穿透肽和抗菌肽;重复序列的进化分析发现,重复序列的进化呈现开放状态,表明重复序列在ASFV基因组中的多样性;最后,我们发现ASFV中CpG岛的数量与重复序列数量具有负相关性,表明它们可能影响重复序列的生成。这项研究强调了ASFV中重复序列的重要性,加深了对ASFV遗传和进化机制的理解。
ASFV基因组中的重复序列图谱
本论文通讯作者为湖南大学生物学院彭友松副教授、毛隆菲副教授和中国动物卫生与流行病学中心吴晓东研究员,第一作者是湖南大学生物学院博士后朱兆中和中国动物卫生与流行病学中心的戈胜强副研究员。
发表论文列表:
论文1:Zhaozhong Zhu#,Chao-Ting Xiao#,Yunshi Fan,Zena Cai,Congyu Lu,Gaihua Zhang,Taijiao Jiang,Yongjun Tan,Yousong Peng*, Homologous recombination shapes the genetic diversity of African swine fever viruses.Veterinary Microbiology, 2019, 236:108380, doi:10.1016/j.vetmic.2019.08.003
论文2:Zhaozhong Zhu#, Yunshi Fan#, Yang Liu, Taijiao Jiang, Yang Cao*,Yousong Peng*.Prediction of antiviral drugs against African Swine Fever Viruses based on protein-protein interaction analysis. 2020, PeerJ, doi: 10.7717/peerj.8855
论文3:Zhaozhong Zhu#, Huiting Chen#, Li Liu, Yang Cao, Taijiao Jiang, Yuanqiang Zou*, Yousong Peng*. Classification and characterization of multigene family proteins of African swine fever viruses.Briefings in Bioinformatics, 2021, 22(4) : bbaa380
论文4:Zhaozhong Zhu#, Shengqiang Ge#, Zena Cai, Yifan Wu, Congyu Lu, Zheng Zhang, Ping Fu, Longfei Mao*, Xiaodong Wu*,Yousong Peng*. Systematic identification and characterization of repeat sequences in African swine fever virus genomes.Veterinary Research, 2022, 53,101,https://doi.org/10.1186/s13567-022-01119-9