Вирусы растений и искусственные вирусоподобные частицы: изучение биологических и структурных особенностей и использование в биотехнологииНИР

Plant viruses and artificial virus-like particles: a study of the biological and structural features and application in biotechnology

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Вирусы растений и искусственные вирусоподобные частицы: изучение биологических и структурных особенностей и использование в биотехнологии
Результаты этапа: 1. Выполнена физико-химическая характеристика кандидатной вакцины против краснухи - композиции, состоящей из антигенов вируса краснухи и структурно модифицированных вирусов растений (платформы-адъюванта). Охарактеризована морфология композиции, показано, что препарат не агрегирован, стабилен и специфично взаимодействует с коммерческими антителами к вирусу краснухи. В доклинических исследованиях на безопасность кандидатной вакцины показано, что предлагаемая композиция не обладает иммунотоксичностью и эмбриотоксичностью. 2. Продолжена работа по созданию новых вирусных векторов на основе геномов вирусов растений и разработке технологий продукции в растениях вирусов с химерными белками оболочки, экспонирующими на своей поверхности эпитопы медицинского назначения – потенциальных вакцин. В результате смешанной инфекции рекомбинантными вирусами, полученными на основе генома вируса табачной мозаики (ВТМ) и кодирующими различные антигены вируса гриппа, получены химерные вирусные частицы, набор структурных белков которых, по предварительным данным, открывает перспективу получения вирионов, экспонирующих на своей поверхности более, чем один эпитоп. В поисках новых источников вирусных геномов, которые могли бы быть использованы в качестве векторов для экспрессии в растениях целевых белков, был выделен новый московский изолят вируса Gayfeather mild mottele virus (GfMMV), одного из фитовирусов семейства Bromoviridae рода Cucumovirus. Геном GfMMV был проанализирован и охарактеризован. 3. Продолжено изучение структурных и функциональных свойств белков ряда фитовирусов для выявления их роли в патогенезе и взаимодействии с клеточными белками хозяина. Осуществлен функциональный анализ неканонического модуля транспортных генов вирусов растений, кодируемого геномом вируса зеленой пятнистости гибискуса (ВЗПГ) - бинарного транспортного блока (БТБ). Изучено распределение двух белков БТБ ВЗПГ в растительных клетках. Показано, что эти транспортные белки комплементируют межклеточный транспорт мутантного по транспорту Х-вируса картофеля. Начато изучение растительного аналога человеческого белка BAP-31 - клеточного белка PBL. Проведен сравнительный анализ аминокислотных последовательностей семейства PBL белков, исследованы некоторые биохимические свойства белка PBL из Nicotiana tabacum (NtPBL). Показано, что С-концевой район этого белка эффективно связывает ряд высокоструктурированных РНК, включая предшественники микро-РНК и РНК вироида, но слабо связывает одноцепочечные РНК. Выявлено, что суперэкспрессия NtPBL-C в молодых листьях растений вызывает их уродство и аномалии роста. Сделано предположение о том, что NtPBL может представлять ранее необнаруженный компонент системы биогенеза и транспорта микро-РНК. 4. Получены данные о распространенности, круге хозяев, генетическом разнообразии и молекулярной гетерогенности российских изолятов вируса оспы (шарки) сливы (ВШС) - Plum pox virus (PPV), поражающего плодовые культуры. Выявлено 29 новых изолятов штамма D PPV, 3'-терминальные последовательности этих изолятов секвенированы и депонированы в базу данных GenBank (http://www.ncbi.nlm.nih.gov). Определены полные последовательности геномов 5 российских изолятов PPV штамма D. На основании анализа сходства полногеномных последовательностей крымских и всех других изолятов PPV-D, доступных в GenBank, показано, что крымские изоляты отличаются от остальных на 2,3 – 3,0%. На основании филогенетического анализа секвенированных полных геномов PPV-D и геномов, доступных в базе данных GenBank, выявлена отчетливая географическая кластеризация крымских изолятов ВШС. Полногеномные последовательности крымских изолятов PPV-D депонированы в базу данных GenBank.
2 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Вирусы растений и искусственные вирусоподобные частицы: изучение биологических и структурных особенностей и использование в биотехнологии
Результаты этапа: 1. Получена кандидатная вакцина, содержащая сферические частицы (СЧ) на основе ВТМ и рекомбинантный белок - тетраэпитоп А гликопротеина Е1 вируса краснухи. Показано, что кандидатная вакцина эффективно стимулирует иммунный ответ именно на антиген вируса краснухи, а не на платформу носитель (СЧ). 2. С использованием рекомбинантных векторов на основе геномов вирусов растений показана одновременная экспрессия чужеродных антигенов вируса гриппа (М2е и fp) в растениях. С использованием вектора на основе ВТМ, обеспечивающего экспонирование реакционно способного остатка лизина на поверхности вириона ВТМ показано формирование стабильных комплексов препарата химерных вирионов с целевым антигеном. С использованием вектора на основе крестоцветного штамма ВТМ получен в растениях труднодоступный антиген вируса скручивания листьев картофеля. С использование векторов на основе Х-вируса картофеля показано, что предшественники микро-РНК, обладающие развитой вторичной структурой, способны стимулировать транспорт РНК по проводящей системе растений 3. Изучены некоторые детали процессинга 1а полипротеина клостеровируса желтухи свеклы. Изучены РНК-связывающих свойств неструктурного белка 16К тобравируса погремковости табака, супрессора сайленсинга 4. На территории Татарстана обнаружена новая группа изолятов вируса оспы сливы PPV, адаптированных к вишне Показано, что татарские изоляты представляют собой, по-вилимому, новый штамм вируса, для которого предложено название PPV-CV (Cherry Volga).
3 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. Вирусы растений и искусственные вирусоподобные частицы: изучение биологических и структурных особенностей и использование в биотехнологии
Результаты этапа: 1. Получены рибонуклеопротеидные комплексы, образованные с участием рекомбинантного белка оболочки вируса мозаики альтернантеры, содержащим иммуногенный эпитоп ротавирусного белка VP6, - прототипы вакцины против ротавирусной инфекции. 2. Химической конъюгацией получены и частично охарактеризованы потенциальные вакцины - химерные вирусы, состоящие из выделенных из растений генетически модифицированных вирионов вируса табачной мозаики и трех иммуногенных белков, содержащих консервативные антигенные детерминанты вируса гриппа А. 3. Изучена роль ряда клеточных и вирусных компонентов в патогенезе фитовирусной инфекции. а) Картировано распределение заряда на поверхности вириона у фитовирусов со спиральной структурой и его влияние на трансляционные свойства вирусных частиц. Б) Получены новые данные о гликозилировании белка оболочки вируса оспы сливы. В) Выявлена межродовая гомология неструктурных белков, кодируемых 3’-концевыми генами представителей ряда вирусов семейства Closteroviridae. Г) Получены данные о локализации в зараженной клетке и взаимодействии между собой двух белков бинарного модуля транспортных генов вируса зеленой пятнистости гибискуса. 4. Получены новые данные о распространении и генетическом разнообразии российских изолятов экономически важного вируса оспы (шарки) сливы (ВШС), способного поражать вишню. Для штамма CR ВШС показано, что переносчиком вируса не является тля Myzus cerasi , что вирус не передается через семена, но может быть перенесен прививкой.
4 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. Вирусы растений и искусственные вирусоподобные частицы: изучение биологических и структурных особенностей и использование в биотехнологии
Результаты этапа: 1. Изучены ранее полученные нитевидные вирусоподобные частицы (ВПЧ) РНК-содержащего спирального вируса мозаики альтернантеры (ВМАльт). Впервые показаны четкие отличия в структуре ВПЧ и нативных вирионов ВМАльт, касающиеся диаметра вирионов и нитевидных ВПЧ, шага спирали, числа белковых субъединиц на виток и диаметра центрального канала. Впервые удалось получить сферические частицы СЧ из белка оболочки ВМАльт и создать на их основе иммуногенные комплексы. 2. Был создан новый вектор, кодирующий дополнительный остаток лизина в С-концевой части белка оболочки вируса табачной мозаики (TMV). Изучена морфология выделенных из зараженных с помощью этого вектора растений генетически модифицированных вирусных частиц. Начато исследование Московского изолята вируса мягкой крапчатой мозаики лиатриса (Gayfeather mild mottle mosaic virus, GfMMV) для целей биотехнологии растений. 3. Изучено распределение заряда на поверхности вириона у вирусов растений со спиральной структурой. Показано, что зона с повышенной плотностью отрицательного заряда находится на одном торце вирионов фитовирусов со спиральной структурой, а основной вклад в формирование этой зоны вносит вирусная РНК. Отработаны подходы к изучению способности транспортных белков бинарного транспортного блока (БТБ) вируса зеленой пятнистости гибискуса (ВЗПГ) изменять пропускную способность микроканалов плазмодесм (ПД). Показана важная роль мембран ЭПР в транспорте ВЗПГ от клетки и клетке и подтверждена модель механизма транспорта, основанная на латеральном движении ТБ вдоль мембран ЭПР к ПД. 4. Проведена молекулярная характеризация новых изолятов вируса оспы (шарки) сливы, PPV, адаптированных к вишне. Показано, что новые изоляты кластеризуются отдельно от известных вишневых штаммов PPV. Впервые изоляты PPV были обнаружены на вишне кустарниковой (P. fruticosa). Показано, что они, по-видимому, относятся к группе необычных вишневых изолятов, ранее обнаруженных в Татарстане. Показано, что зараженность PPV, по-видимому, непосредственно не влияет на продуктивность деревьев вишни.
5 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. Вирусы растений и искусственные вирусоподобные частицы: изучение биологических и структурных особенностей и использование в биотехнологии
Результаты этапа:
6 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Вирусы растений и искусственные вирусоподобные частицы: изучение биологических и структурных особенностей и использование в биотехнологии
Результаты этапа:
7 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Вирусы растений и искусственные вирусоподобные частицы: изучение биологических и структурных особенностей и использование в биотехнологии
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".