武漢病毒所人工合成桿狀病毒

　　合成生物學技術作為21世紀的一門新興生物學技術，推動了生命科學乃至整個自然科學領域的發展。病毒的人工合成為深入揭示病毒的本質和功能，以及病毒的遺傳改造提供了強有力的工具。以往，對病毒人工合成的探索主要集中在RNA病毒上，而目前已知最大的RNA病毒基因組也僅有~30 kb。迄今為止，所報道成功合成的DNA病毒最大不超過6 kb。桿狀病毒是一類大的雙鏈DNA病毒（基因組大小80-180 kb），在生物農藥、真核表達系統等領域具有重要的應用價值。近期，中國科學院武漢病毒研究所研究員胡志紅課題組聯合運用PCR及酵母轉化相關的同源重組（Transformation Associated Recombination, TAR）技術，首次合成了桿狀病毒模式種AcMNPV的全基因組，并通過轉染細胞成功拯救出了有感染性的人工合成病毒。

　　研究人員首先利用PCR擴增覆蓋AcMNPV全基因的~45個片段，每個片段約3kb，相鄰片段之間有大于60 bp的重疊序列。然后利用TAR技術，在酵母細胞內進行了三次重組，依次獲得了9個~15 kb的片段、3個~45 kb的片段和全基因組（145,299 bp）。將合成的病毒基因組進行了454測序驗證，通過轉染昆蟲細胞成功獲得了有感染性的人工合成病毒AcMNPV-WIV-Syn1（圖A）。電鏡、一步生長曲線和生物測定等結果表明，合成病毒與親本病毒具有相似的生物學特性（圖B）。

　　該技術的建立，不僅為桿狀病毒的基礎研究提供了有力工具，還可以用于改良桿狀病毒的表達系統和殺蟲性能。該研究是大DNA病毒研究領域的重要突破，被審稿人認為“this is a highly significant paper that will serve as a landmark in synthetic biology”。

　　這一研究成果已經在ACS Synthetic biology 雜志上在線發表（DOI: 10.1021/acssynbio.7b00028），武漢病毒所的博士生商雨為該論文的第一作者，研究員鄧菲和胡志紅為該論文的共同通訊作者。該研究得到了中科院戰略性先導科技專項（XDB11030400）、國家自然科學基金創新群體項目（31621061）和重點項目（31130058）、中科院前沿科學重點研究項目（QYZDJ-SSW-SMC021）、中科院知識創新工程項目（KSCX2-EW-Z-3）、病毒學國家重點實驗室病毒學前沿科學重點研究項目（klv-2016-03）、“973”項目（2012CB721102）的資助。