【文章內(nèi)容簡介】 研究內(nèi)容： 1) 基于宿主細(xì)胞膜磷脂 “自然嵌合 ”的囊膜病毒量子點(diǎn)標(biāo)記 ：針對囊膜病毒在釋放時(shí)從宿主細(xì)胞膜獲取帶磷脂的囊膜這一現(xiàn)象，提出一種普適、通用的量子點(diǎn)標(biāo)記新策略：用磷脂衍生物（生物素化或炔基化磷脂）通過疏水相互作用自然嵌合進(jìn)入宿主細(xì)胞膜；在病毒自復(fù)制過程中， 功能化磷脂衍生物自然進(jìn)入病毒囊膜，然后用親和素修飾的量子點(diǎn)通過親合作用，或帶有疊氮基的量子點(diǎn)通過 “Click chemistry”技術(shù)實(shí)現(xiàn)量子點(diǎn)對活病毒的標(biāo)記，通過調(diào)控磷脂衍生物或量子點(diǎn)的用量，進(jìn)行量子點(diǎn)標(biāo)記的定量控制。 2) 針對病毒特定蛋白的定點(diǎn)量子點(diǎn)標(biāo)記： 利用近年來發(fā)展起來的新的真核展示系統(tǒng) —桿狀病毒展示系統(tǒng)，在桿狀病毒囊膜蛋白 gp64上融合表達(dá)一個(gè) 15個(gè)氨基酸的 APtag短肽，將其展示在囊膜蛋白 gp64蛋白表面。 APtag能在含BirA酶、 ATP、生物素的溶液中被生物素化，進(jìn)而通過親和素與生物素的強(qiáng)特異 性結(jié)合作用實(shí)現(xiàn)桿狀病毒的量子點(diǎn)定點(diǎn)標(biāo)記。 3) 活細(xì)胞內(nèi)病毒和量子點(diǎn)的組裝： 在前期病毒核衣殼蛋白與量子點(diǎn)胞外自組裝及量子點(diǎn)活細(xì)胞合成的基礎(chǔ)上，在活細(xì)胞內(nèi)實(shí)現(xiàn)病毒組裝與量子點(diǎn)合成的耦合，使病毒在復(fù)制組裝過程中包裝上量子點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)活細(xì)胞內(nèi)病毒與量子點(diǎn)的組裝?；蛘呃脳U狀病毒 Bac to Bac表達(dá)系統(tǒng)，構(gòu)建能表達(dá) EV71主要衣殼蛋白的重組桿狀病毒，將量子點(diǎn)轉(zhuǎn)染進(jìn) Sf21 細(xì)胞系，隨后進(jìn)行重組桿狀病毒感染。在感染細(xì)胞內(nèi)，通過高效表達(dá)的病毒衣殼蛋白和量子點(diǎn)的結(jié)合將量子點(diǎn)包裝于病毒衣殼內(nèi)，形成類病毒樣無囊膜病毒組裝顆粒。 4) 基 于慢病毒載體系統(tǒng)的通用型囊膜病毒與量子點(diǎn)的包裝： 模擬自然界慢病毒包裝原理，將慢病毒包裝信號(hào) Ψ序列與量子點(diǎn)連接，與慢病毒包裝質(zhì)粒共轉(zhuǎn)染宿主細(xì)胞，構(gòu)建病毒囊膜蛋白、核衣殼蛋白與量子點(diǎn)上包裝信號(hào) Ψ序列相結(jié)合形成的具有侵染性的假病毒顆粒。通過替換不同病毒囊膜的包裝質(zhì)粒，可組裝成攜有不同病毒囊膜蛋白包裝量子點(diǎn)的假病毒粒子。 研究 目標(biāo)： 實(shí)現(xiàn)量子點(diǎn)對不同結(jié)構(gòu)病毒顆粒的定點(diǎn)或定量標(biāo)記，爭取實(shí)現(xiàn)單個(gè)量子點(diǎn)標(biāo)記單顆活病毒的 “單對單 ”標(biāo)記，發(fā)展普遍適用的量子點(diǎn)標(biāo)記活病毒顆粒的技術(shù)和標(biāo)記策略；分別針對囊膜病毒和非囊膜病毒，建立普 適性的量子點(diǎn)與病毒的可控組裝方法；確保標(biāo)記病毒和假病毒顆粒具有與野生病毒相當(dāng)?shù)那秩灸芰颓秩拘袨椋粸閷?shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)地研究病毒侵染宿主過程提供標(biāo)記技術(shù)平臺(tái)。 課題 病毒侵染過程的 “時(shí) 空 ”詮釋 課題負(fù)責(zé)人： 肖庚富（中國科學(xué)院 “百人計(jì)劃 ”入選者） 承擔(dān)單位： 中國科學(xué)院武漢病毒研究所、中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所、武漢大學(xué) 經(jīng)費(fèi)比例： 24% 主要學(xué)術(shù)骨干：王宏達(dá)、張志凌、崔宗強(qiáng)、 劉義 病毒的侵染是病毒感染復(fù)制周期中至關(guān)重要的第一步，對其動(dòng)態(tài)過程進(jìn)行“時(shí) 空 ”詮釋，將為闡明病毒感染的分子機(jī)制、設(shè)計(jì)阻斷病毒侵染的新型藥物提供科學(xué)依據(jù)。以某些重要的醫(yī)學(xué)病毒（如流感病毒、乙腦病毒等囊膜病毒，以及EV71等非囊膜病毒）及相關(guān)宿主為研究對象，基于課題 2發(fā)展的活病毒標(biāo)記及病毒組裝等技術(shù)， 結(jié)合高靈敏、高分辨多維動(dòng)態(tài)顯微成像技術(shù)，深入研究病毒與細(xì)胞質(zhì)膜和細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)相互結(jié)合的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)行為，揭示其跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的機(jī)制，示蹤病毒胞內(nèi)輸運(yùn)、病毒脫殼及核酸釋放等動(dòng)態(tài)過程，更深層次理解病毒入侵過程中在活細(xì)胞內(nèi)的時(shí) 空分布 狀況與運(yùn)動(dòng)規(guī)律。本課題將主要開展以下研究： 研究內(nèi)容： 1) 單病毒顆粒侵染宿主細(xì)胞的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)高分辨示蹤技術(shù) ：利用建立的病毒量子點(diǎn)熒光標(biāo)記及組裝技術(shù)，采用高靈敏、高分辨的活細(xì)胞熒光快速成像系統(tǒng)，在多維立體空間和時(shí)間尺度（ XYZt）上建立病毒侵染活細(xì)胞實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)單個(gè)病毒顆粒在活細(xì)胞內(nèi)運(yùn)動(dòng)軌跡的高分辨示蹤，定量獲取病毒的動(dòng)態(tài)參數(shù)（如病毒擴(kuò)散系數(shù)、運(yùn)動(dòng)速率、定向運(yùn)動(dòng)步長等），研究單個(gè)病毒侵染的精細(xì)歷程。 2) 病毒顆?？缒ば袨椋?利用 TIRF、 FRET、高分辨熒光顯微成像 或 原子力顯微鏡等技術(shù)，結(jié)合熒光蛋白標(biāo) 記網(wǎng)格蛋白、小窩蛋白、浮艇蛋白、肌動(dòng)蛋白和細(xì)胞囊泡等，以及 siRNA干擾等分子生物學(xué)技術(shù)，研究病毒囊膜或衣殼蛋白與細(xì)胞受體結(jié)合、受體介導(dǎo)病毒囊膜或衣殼蛋白變構(gòu)、病毒插入細(xì)胞質(zhì)膜的行為、量子點(diǎn)標(biāo)記病毒招募網(wǎng)格蛋白及肌動(dòng)蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)病毒的精細(xì)行為，探索病毒跨越細(xì)胞質(zhì)膜的分子機(jī)制。 3) 病毒顆粒胞內(nèi)輸運(yùn)及核酸釋放的動(dòng)態(tài)行為： 研究病毒囊泡運(yùn)輸、在微管組織中心（ MTOC）集聚、胞內(nèi)體質(zhì)子泵（低 pH）和酸性水解酶誘發(fā)病毒－胞內(nèi)體膜融合的動(dòng)態(tài)行為；研究病毒進(jìn)入溶酶體的動(dòng)態(tài)過程，揭示其與細(xì)胞自噬（ Autophage）的關(guān)系。利用量 子點(diǎn)等多色標(biāo)記的病毒顆粒，研究病毒脫殼及核酸釋放的動(dòng)態(tài)過程。 4) 病毒在小動(dòng)物體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)行為： 嘗試 以小鼠等小動(dòng)物為模型，對近紅外量子點(diǎn) 或生物 標(biāo)記病毒感染的活體進(jìn)行熒光動(dòng)態(tài)示蹤，用光 磁多功能量子點(diǎn)標(biāo)記病毒實(shí)現(xiàn)活體多模成像，并研究病毒在活體內(nèi)的自然感染途徑、運(yùn)動(dòng)方式和聚集部位。 研究 目標(biāo)： 建立 單病毒顆粒侵染宿主細(xì)胞的高分辨示蹤技術(shù) ，實(shí)現(xiàn) 單個(gè)病毒的入侵行為的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)示蹤 ；對 病毒的跨膜、囊泡輸運(yùn)、脫殼等 一系列重要過程進(jìn)行 “時(shí)空 ”詮釋，揭示某些關(guān)鍵過程的行為機(jī)制，在 單病毒顆粒示蹤及侵染機(jī)制等研究方面取得具有自主知 識(shí)產(chǎn)權(quán)、領(lǐng)先于國際同類研究的創(chuàng)新性成果 。 課題 量子點(diǎn)標(biāo)記病毒的宿主應(yīng)答 課題負(fù)責(zé)人： 黃承志（國家杰出青年科學(xué)基金獲得者） 承擔(dān)單位： 西南大學(xué)、深圳先進(jìn)技術(shù)研究院、 中國科學(xué)院武漢病毒研究所 經(jīng)費(fèi)比例： 24% 主要學(xué)術(shù)骨干： 張治平 、 馬軼凡、鄭鵠志 、 楊用 病毒引發(fā)的宿主應(yīng)答是機(jī)體對抗病毒感染的核心環(huán)節(jié)。從認(rèn)識(shí)的系統(tǒng)性角度出發(fā)，同時(shí)為了客觀、科學(xué)地將納米技術(shù)應(yīng)用于生物學(xué)過程研究，也有必要研究宿主對量子點(diǎn)標(biāo)記病毒的應(yīng)答行為及機(jī)理。 本課題將主要開展以下研究： 研究內(nèi)容： 1) 宿主細(xì)胞對量子點(diǎn)標(biāo)記病毒顆粒的呈遞途徑 和應(yīng)答行為： 以原代培養(yǎng)的宿主細(xì)胞或細(xì)胞系（組織細(xì)胞和抗原呈遞細(xì)胞）為模型，研究量子點(diǎn)標(biāo)記病毒引發(fā)的宿主細(xì)胞活化，及細(xì)胞因子和趨化因子分泌等宿主應(yīng)答行為；探討量子點(diǎn)標(biāo)記對病毒引發(fā)宿主應(yīng)答的影響；觀察抗原呈遞