過去數十年來,世界各地蜜蜂銳減,影響授粉與糧食供應。蜜蜂消失的原因很多,近期新發現的蜜蜂病毒「西奈湖蜜蜂病毒」是其中之一,且尚無藥物可治療。日前我國國家同步輻射研究中心(國輻中心)研究團隊成功解析該病毒的構造與功能,領先全球,研究成果登上國際期刊《自然通訊》(Nature Communications)。國輻中心表示,該發現將有助於發展新型抗病毒藥物,為蜜蜂尋找適當天然萃取物,提高蜂群的抗病毒能力。
破解蜜蜂的隱形死因 國輻中心耗時五年解析病毒構造
聯合國糧食及農業組織資料顯示,全球有近1/3的農作物種植仰賴蜜蜂授粉,然而數十年來各地蜜蜂數量驟減,間接衝擊人類糧食供應。除了人為因素造成棲地被破壞外,病毒感染也是令蜂群消失的重要原因之一,染病蜜蜂的腦部、中樞神經與翅膀,嚴重損害牠們採食、歸巢的能力,甚至導致死亡。
「西奈湖蜜蜂病毒」便是近期新發現的蜜蜂病毒,它極具傳染力,短時間便可造成蜜蜂大量死亡,且尚無治療藥物。現行只能透過大規模燒毀染疫蜂巢,或使用殺蟲劑撲殺染疫蜂群來控制。但前者常造成養蜂業巨大損失,後者則易破壞環境,化學藥劑污染更可能污染食用蜂蜜,延伸食安問題。
為了提高蜂群存活率,首要任務是了解病毒的真貌與感染機制。國輻中心發布新聞稿表示,在國科會的長期支持下,由研究員陳俊榮、博士陳乃齊組成團隊,耗時近五年,成功解析出全球首個「西奈湖蜜蜂病毒」的殼體蛋白質結構與功能,以及病毒顆粒形成的動態組裝過程。
了解病毒結構 助未來開發天然蜜蜂抗病毒藥物
研究團隊發現,西奈湖蜜蜂病毒是由240個相同外鞘蛋白質組成的中空球型殼體,球體內包覆著RNA,直徑接近50奈米,此球型殼體由「表面突觸」、「外殼區域」和「內殼構造」所組成。表面突觸像一把鑰匙,用來連結並打開蜜蜂宿主細胞大門,讓病毒RNA侵入宿主,外殼區域則負責球型殼體的組裝與鞏固,而內殼構造可藉由結合RNA來完成病毒的複製與繁殖。
研究團隊也首次觀察到西奈湖蜜蜂病毒顆粒組裝過程的過渡形態,更發現為因應不同生理酸鹼環境,病毒球型殼體的尺寸及構造會產生動態變化,在病毒於宿主細胞內的侵入、感染及複製上,扮演著關鍵作用。
國輻中心表示,本次研究結果讓科學家能更深入理解西奈湖蜜蜂病毒的感染途徑與致病機制,有助於未來開發蜜蜂抗病毒藥物,比如以病毒結構為基礎,尋找適當天然萃取物作為藥物,不只能提高蜂群抗病毒能力,也可減少使用殺蟲劑,維護自然生態的平衡。