华中农大近期科学研究进展

发现光热治疗可“烧死”脑内感染狂犬病毒

狂犬病是狂犬病毒引起的致死性人兽共患病。该病分布于全球150余个国家，每年造成6万人以上的死亡，一旦发病后死亡率接近100%，目前尚无有效的临床治疗手段。华中农业大学农业微生物学国家重点实验室赵凌教授团队联合理学院韩鹤友教授开发了一种基于新型纳米材料的光热治疗方法，并在狂犬病小鼠模型上获得了良好的治疗效果，为临床治疗狂犬病毒及其他嗜神经病毒感染提供了有效策略。

在该研究中，赵凌教授团队首先筛选了一个能够特异性结合狂犬病毒表面糖蛋白的适配体，并将该适配体结合在一个外形和大小接近狂犬病毒的纳米金棒表面。该金纳米棒在静脉注射后能够有效穿越小鼠血脑屏障入脑，并且靶向性结合于狂犬病毒感染的神经细胞。利用近红外光照射感染小鼠的脑部后，可以在纳米金棒表面产生局部高温，“烧死”感染病毒的细胞，最终清除脑内的病毒，该方法称之为“光热疗法”。

研究人员分别在感染狂犬病毒后的第3天、第6天和第9天对小鼠进行了每次5分钟的光热疗法，结果显示治疗组中有60%小鼠能够存活，并且在21天之后恢复到正常小鼠的健康水平，而未治疗组小鼠在感染病毒后8至12天内全部死亡。在小鼠模型上，该光热疗法展现了良好的治疗效果，为后续临床治疗狂犬病提供了新思路。

▲基于纳米金棒的光热疗法在小鼠模型上治疗狂犬病的示意图

本研究是赵凌教授加入华中农业大学交叉科学研究院后利用纳米材料精准检测狂犬病毒（Analytical Chemistry, 2020）之后，在动物病毒-纳米材料交叉学科领域取得的又一阶段性成果。

【英文摘要】

The infection of the neurotropic virus damages the central nervous system (CNS) and often leads to humans' fatal symptoms. Rabies is a lethal disease caused by a typical neurotropic virus, rabies virus (RABV). To date, there is no effective clinical therapy for rabies. In this report, an aptamer conjugated RVG-Apt-PEG-Silica gold nanorods (AuNR)-based photothermal therapy (PTT) was developed and evaluated in a mouse model. The DNA aptamer was conjugated on the nanoparticle to provide specificity for targeting RABV glycoprotein in cells and mouse brains. A 29-aa rabies virus glycopeptide (RVG) was conjugated on the nanoparticle to enhance CNS delivery. The virions were inactivated in cell supernatant, and an approximately 100-fold decrease of viral load was observed in cells 5min post-PTT. This AuNR did not cause distinct apoptosis, inflammation, or pathological lesion in the mouse brains post PTT. At 3day post-infection, significantly enhanced survival ratio (60%) was observed in mice received PTT compared with the mice without PTT. In the PTT group, both the viral RNA level and the distribution of RABV in mouse brains were significantly decreased. Collectively, aptamer conjugated RVG-Apt-PEG-Silica AuNR-based PTT could be considered as a promising strategy for clinical treatment with neurotropic virus infection.

论文链接：

https://authors.网址未加载/a/1cSoQ_VWlWGGyy

发现一种新型多功能催化酶

华中农业大学农业微生物学国家重点实验室、生命科学技术学院何璟教授课题组近日发表了其在天然产物生物合成酶研究方向的最新研究成果，他们在链霉菌中发现了一个具有底物宽泛性的腺苷化酶，同时具有酰胺化和硫酯化反应的能力，并判断这是一种有较大应用价值的新型生物催化酶。

酰胺在临床药物和活性天然产物中广泛存在。目前酰胺化合物主要通过化学合成，但生物催化形成酰胺键的反应条件更加温和，立体选择性高，并且没有环境污染，是未来酰胺化合物合成和生产研究的重点方向。该团队发现，在双异腈类铜离子螯合剂SF2768的合成酶催化体系中，腺苷化酶SfaB具有较大的底物宽泛性，不仅可以接受不同的短链脂肪酸及其末端取代物为底物，进行腺苷化反应，还能够接受不同的胺催化形成酰胺化合物，并且可以进一步将腺苷化的短链脂肪酸连接到肽基载体蛋白上完成硫酯化过程。

除了证实多功能催化酶SfaB的特异性，该团队还利用辅酶A（CoA）及其替代物N-乙酰半胱胺（SNAC）与不同的短链脂肪酸进行反应，构建出不同结构的小分子化合物库。此外，该团队建立了ATP循环利用系统，减少反应中消耗的ATP含量，进一步优化了该生物催化酶的反应体系，为其产业化应用提供了坚实的理论和实验基础。

本研究是何璟教授课题组在链霉菌天然产物生物合成研究领域取得的又一阶段性成果。

▲SfaB催化的酰胺化和硫酯化反应

【英文摘要】

Genome mining of microbial natural products enables chemists not only to discover the bioactive molecules with novel skeletons, but also to identify the enzymes that catalyze diverse chemical reactions. Exploring the substrate promiscuity and catalytic mechanism of those biosynthetic enzymes facilitates the development of potential biocatalysts. SfaB is an acyl adenylate‐forming enzyme that adenylates a unique building block, 3‐isocyanobutanoic acid, in the biosynthetic pathway of the diisonitrile natural product SF2768 produced byStreptomyces thioluteus, and this AMP‐ligase was demonstrated to accept a broad range of short‐chain fatty acids (SCFAs). Herein, we repurpose SfaB to catalyze amidation or thioesterification between those SCFAs and various amine or thiol nucleophiles, thereby providing an alternative enzymatic approach to prepare the corresponding amides and thioesters in vitro.

论文链接：

https://onlinelibrary.网址未加载/doi/10.1002/anie.202010042

揭示了水产养殖户选择非农就业的决策机理

近日，华中农业大学陈轩教授食物经济与管理团队发表了其在水产养殖户参与非农就业的决策机理方面的研究成果，揭示了水产养殖户选择参与非农就业的决策机理。

近年来，全球水产品市场发展非常快，但水产养殖业仍然面临着诸多风险，例如气候、环境和市场波动等。因此，相当数量的水产养殖户积极寻求其他相对稳定的收入来源，例如额外参与一些非农产业的工作。该团队以新英格兰地区的生蚝养殖户为例，调查了该目标样本的非农就业选择，评估了影响此类选择的决定性因素。

研究中，科研人员在计量方法上使用了一系列零膨胀计数模型，在经济模型构建上额外引入劳动需求侧变量，仔细评估了专业社交网络的作用。研究结果发现农业劳动市场供给侧与需求侧的一系列因素，包括年龄、养殖经验、教育、性别、人口密度、降水甚至水温都会影响生蚝养殖户的额外非农就业选择。一个特别有趣的结果是，与现有文献相反，研究发现了更紧密的职业社交网络会降低非农就业的倾向，这反映出水产养殖行业与传统陆地农业相比，有着其独特性。

这个研究展示了如何在水产养殖这一快速增长的重要行业中运用数量经济方法研究农户非农就业的决策机制，填补了非农就业研究在水产经济文献中的理论空白，可以深入理解水产养殖户参与非农就业的动机和决策机制，为水产养殖业的健康发展提供决策参考。

【英文摘要】

Global aquaculture markets have experienced a great deal of recent success. However, growers are still highly susceptible to risks caused by seasonality, interannual variability in earnings, and environmental factors. As a result, we see growers turning to alternative sources of income, and participating in off‐farm labor. We utilize a series of zero‐inflated count models to examine the relationship between an aquaculture grower's off‐farm labor decision and relevant explanatory variables including demand‐side potency, which is often omitted in the literature. We also look to identify and analyze the importance of professional social networks among growers as a stabilizing mechanism and a way to mitigate risk to growers. This study expands upon an economic model that has traditionally been used for analyzing off‐farm labor choices within an agricultural context and applies it to an increasingly important industry, aquaculture.

论文链接：

https://onlinelibrary.网址未加载/doi/10.1111/cjag.12264

由于篇幅所限，今天所分享的仅为近期华中农业大学科学研究成果的一部分。更多科研动态，欢迎点击文末“阅读原文”，浏览华中农业大学南湖新闻网科学研究专题进一步了解。

文 |任梅渗何璟陈轩

编辑 | 刘涛

校对 | 匡敏

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