中文摘要
申请者回国六年来,在分子网络模拟与蛋白质结构预测等方面发展了一系列新方法 (JMB 2009, Bioinformatics 2011, PLoS ONE 2011),自主研发的蛋白质结构预测平台Jiang_Assembly在2010年第九届蛋白质结构预测比赛(CASP9)中进入了前20名。同时将计算生物学新方法应用到流感演化分子规律的研究,建立了模拟流感演化的动态分子网络模型,能快速有效地模拟流感抗原改变规律(Genome Research 2008);在此基础上,进一步改进算法,发展了一个比传统方法更快速、可靠的自动的流感疫苗推荐方法(文章在审稿中); 首次建立快速预测流感导致死亡人数的计算方法(PLoS Comput Biology 2010);开发了预测流感病毒受体专一性变化的新算法,模拟并实验确证了最近人流感病毒宿主专一性变化的分子机理和演化历程(PLoS ONE(已接受)).
结题摘要
针对流感传播感染过程中几个关键性问题,包括探索流感病毒抗原变异的分子规律、发展更有效的流感疫苗推荐策略以及更及时的新发流感病毒溯源方法等,本课题开展了系列流感病毒相关的计算方法和模型的研究。 围绕上述科学问题,在课题执行期间,取得了如下主要进展: 1)发展了流感病毒抗原关系计算预测模型,并推广到不同的病毒亚型中,包括H1N1、H3N2和H5N1等; 2)系统地研究了季节性流感H1N1和H3N2在全球及中国地区的抗原变异和进化规律,揭示了人流感抗原类形成的分子机制,发现了中国南方地区在全球季节性流感传播中的重要地位; 3)结合计算模型以及病毒监测数据,发展了一套快速的基于病毒序列和分布数据的疫苗株推荐策略,为现有的流感疫苗株推荐方法提供了有效的参考和补充; 4)通过对公共数据库中的新型流感H7N9病毒基因组分析,发现这一病毒的产生至少经历了两次连续的重配,并且基于更丰富全面的禽流感监控数据,不仅对H7N9病毒的基因多样性进行了细致分类,还准确地识别出了H7N9病毒起源的中间病毒及重配发生的宿主,从而描绘出了相对详细的H7N9病毒起源路径。 这些进展和发现,不仅为流感研究领域的科学共同体提供了新的研究工具和视角,更深入揭示了流感病毒进化和变异过程中的分子机制和规律,为流感疫苗株选取,以及病毒防控政策的制订,提供了重要的科学依据和指导意义。
