植物单链RNA病毒中的正链病毒的基因结构和表达调控

植物病毒可以按其遗传物质的不同分为四大类,即双链DNA病毒、单链DNA病毒、双链RNA病毒和单链RNA病毒。其中单链RNA病毒又可以按基因RNA复制和表达方式的不同而分为正链RNA病毒和负链RNA病毒两种,大约70％的植物病毒属于正链RNA病毒。越来越多的实验证据表明,植物病毒,尤其是植物正链RNA病毒,具有某些不同于其它生命形式的特性,这些特性主要表现在基因结构、表达和调节等方     

双链RNA

一般认为,DNA分子是由双链形成的双螺旋结构(Watson-crick模型),而RNA分子是单链的,其中只有部分碱基序列自相互补,形成局部折迭的双螺旋。但生物界还存在有像DNA分子结构那样的,完全是双链的高分子量RNA(double-stranded RNA,以下简称ds RNA)。由于这种ds RNA是许多病毒--双链RNA病毒(Diplornaviruses)     

所有生物的DNA都具有双螺旋结构吗?

DNA是主要的遗传物,通过控制蛋白质的生物合成来控制性状的遗传.大多数生物的遗传物质是双链的DNA,有的是单链的RNA,极少数病毒的遗传物质是单链DNA.现已发现的单链DNA病毒有:动物的小DNA病毒、植物的双生病毒、X_(174)噬菌体等,它们的遗传物质都是单链DNA.前两者的DNA为线状分子,后者的为环状分     

双链RNA和植物对病毒的抗性

双链RNA能诱导转录后的基因沉默,是生物抵御病毒入侵、维持自身基因稳定的一种自我保护机制.把源自病毒的基因构建成反向重复结构转入植物体内,其转录出的RNA会通过分子内序列互补形成双链,将入侵病毒的同源序列降解,使转基因植株获得对病毒的高抗性.RNA干扰型抗病毒转基因植株中,转病毒基因的mRNA不存在或存在量很少,也不会翻译成有功能的病毒蛋白,因此不存在病毒RNA重组、异源包装及协生作用的潜在风险,具有较高的生物安全性.双链RNA抗病毒转基因正在成为一种高效、安全的植物抗病毒策略.     

植物呼肠孤病毒研究的最新进展

植物呼肠孤病毒是一类形态复杂、具有多种病毒结构蛋白及片段化双链RNA基因组的病毒,一直受到病毒学家的注意。植物呼肠孤病毒对媒介昆虫的侵染不表现细胞病理     

RNAi及其抑制口蹄疫病毒复制的研究进展

RNA干扰(RNA interference,RNAi)是指由双链RNA(double strand RNA,dsRNA)介导的序列特异的RNA降解过程。已经证明,在植物和昆虫细胞中RNAi是其主要的抗病毒免疫机制,至今为止几乎没有发现在病毒感染哺乳动物细胞过程中诱发有效的抗病毒RNAi反应。因此,人们希望能够利用人工方法在哺乳动物细胞中建立有效的抗病毒RNAi防御策略。迄今为止,对多种哺乳动物病毒的研究结果令人振奋。主要围绕RNAi的分子基础、基本策略及其在抑制口蹄疫病毒复制中的研究现状作了综述。     

外源DNA在哺乳动物细胞中不依赖于启动子的转录和剪接现象

外源性导入哺乳动物细胞的双链DNA会经历重组、重排及其他复杂的分子生化反应。极少数DNA分子会随机整合到宿主基因组,即发生水平基因转移。然而,目前还不清楚这些外源性DNA分子在不含有特殊启动子的情况下是否能被细胞的转录机器识别并起始转录。在构建环状RNA(circ RNA)表达体系的过程中,发现了外源性DNA分子能经历不依赖启动子的转录,而且转录本会发生符合"GU-AG"法则的RNA剪接进而产生类似于环状RNA的异常剪接分子。进一步研究表明,外源DNA在哺乳动物细胞中不依赖于启动子的转录和剪接现象是保守的。揭示了外源DNA在哺乳动物细胞中的一个新的命运途径,该发现对研究外源性DNA对宿主细胞的影响具有重要意义及应用价值。     

植物抗病毒分子机制

在与植物病毒的长期斗争中,植物进化出多种抗病毒机制,其中RNA沉默和R基因介导的病毒抗性是最受人们关注的两种机制.一方面,RNA沉默是植物抵抗病毒侵染的重要手段.植物在病毒侵染过程中可形成病毒来源的双链RNA,经过DCL蛋白的切割、加工形成sRNA,与AGO蛋白结合形成RISC指导病毒RNA的沉默,用于清除病毒.相应地,病毒在与植物的竞争中进化出RNA沉默抑制子,抑制宿主RNA沉默系统以逃避宿主RNA沉默抗病毒反应,增强致病能力.另一方面,植物也进化出R基因介导植物对包括病毒在内的多类病原的抗性.R蛋白直接或间接识别病毒因子,通过一系列的信号转导途径激活植物防御反应,限制病毒的进一步侵染.对植物抗病毒的研究有助于人们对植物抗病分子基础的理解,有重要的科学意义和潜在应用价值.本文综述了植物抗病毒分子机制的重要进展.     

RNA干扰

RNA干扰（RNA interference,RNAi）现象是指,当与内源性mRNA编码区某段序列同源的双链RNA(dsRNA)导入细胞后,该mRNA发生特异性的降解,而导致该基因表达的沉寂。这可能反映了生物防范病毒或转座子诱导DNA突变的一种防御机制。RNA干扰已经成为一种重要的研究基因功能的有力工具,并且有希望在对疾病的防御及治疗中发挥重要的作用。     

核酸分子中碱基含量的计算

关于核酸分子中碱基含量的计算,在遗传学和高中生物教学中相当重要,但在教科书中通常没有专门讲述。我们根据碱基互补配对规律及中心法则进行归纳总结,从DNA结构、DNA复制、转录、翻译等方面探讨了DNA、RNA、蛋白质3者之间的关系,分析了核酸分子中碱基的含量。互核酸分子中碱基含量的计算1．且已知双链DNA分子中一种碱基的含量,推断其他碱基的含量：例1：一双链‘DNA分子中,（A－C）占碱基总量的Zo％。求A、T、G、C各占多少？解：在双链DNA分子中,据规律知,1．2由碱基含量推断核酸分子的结构——单链或双链、DNA或RNA…     

基于多重置换扩增技术的RNA病毒基因组扩增方法研究

为了便于新发或罕见病毒性传染病的筛查检测,本研究利用多重置换扩增技术,以负链RNA病毒—发热伴血小板减少综合征病毒和正链RNA病毒—登革病毒为模拟样本探索临床样本中RNA病毒基因组非特异性扩增方法。研究中通过梯度稀释的RNA病毒模拟样本中可能存在的不同丰度的病原体,样本核酸依次加工成单链cDNA、双链cDNA、T4DNA连接酶处理后的双链cDNA以及添加外源辅助RNA后合成并连接的双链cDNA形式,然后进行Phi29DNA聚合酶等温扩增,使用荧光定量PCR方法比较各种方法对RNA病毒核酸扩增的影响。结果显示,对于不同类型的RNA病毒模拟标本,多重置换扩增对于单链及双链cDNA的扩增效果有限,而双链cDNA经DNA连接酶处理后的扩增能达到6×103倍;在cDNA合成过程中加入外源辅助RNA,模拟样本中病毒基因组的扩增可达2×105倍,尤其是对含有低丰度病原体的模拟样本扩增效果的改善更为明显。本研究摸索建立了基于多重置换扩增技术的RNA病毒基因组扩增方法,能够对样本中低丰度RNA病毒基因组实现有效扩增,可满足开展多种病原体筛查检测的需求。     

转录 反转录

有机体的遗传信息一般都编码在由缠绕成双螺旋的两条长链所组成的脱氧核糖核酸(DNA)分子上,由四个码编成,这四个码是不同的化学单位,叫做碱基。在正常细胞中要合成某种蛋白质,遗传信息是以DNA为模板,根据碱基互补的原则合成与它对应的单链分子核糖核酸(RNA),然后再从RNA链译成特定的蛋白质分子。即由DNA→RNA→蛋白质。由DNA→RNA称为“转录”,由RNA→蛋白质称为“翻译”。反转录是遗传信息以RNA为模板合成DNA,即同上述信息的转移从DNA→RNA这一经典过程相反,因此称“反转录”。例如,在RNA肉瘤病毒进入机体后,通过依赖于病毒RNA的DNA多聚酶,以病毒RNA为模板合成DNA,然后再以DNA     

细菌病毒phi29DNA—装运泵六聚体RNA结构和功能的研究方法

在双链DNA病毒增殖和成熟的过程中 ,需要将相当长的子代DNA装入一个极为有限空间的新生病毒衣壳。整个核酸装壳过程是耗能的过程 ,必需依靠生物泵来将DNA推入壳中。在细菌病毒phi2 9的核酸装壳过程中 ,需要RNA分子作为此生物泵的重要构成组分。6个RNA分子构成一个六边形样螺帽 ,将DNA如螺栓般装入病毒衣壳。6个RNA的这种依次运动的轮流作用模型如同汽车发动机的 6个气缸依次起火的原理一样 ,只是能源来自ATP而不是汽油。综述了此RNA的结构 ,及其结构对其功能所起的重要作用 ,并着重阐述研究 pRNA结构的独特构思和方法     

慢病毒载体介导的RNA干扰

RNA干扰(RNAinterference)是指由双链RNA分子抑制同源基因的表达。慢病毒载体(lentivirusvector)则是高效的基因转导工具,能将外源序列稳定导入分裂相和非分裂相细胞。将慢病毒载体和RNA干扰结合,能在哺乳动物各类细胞中,特异性抑制同源基因的表达;也是基因功能研究和基因治疗的有力手段。     

病毒编码的转录后沉默抑制蛋白

转录后水平沉默是植物体内天然存在的抗病毒防御机制,该机制基于双链RNA诱导的RNA干扰过程特异性降解植物病毒在体内复制时产生的双链RNA中间体,从而终止病毒的复制及扩散。而病毒在长期与植物体的互作进化过程中通过表达产生沉默抑制蛋白,也建立了针对寄主沉默机制的抗“防御”系统。     

昆虫病毒研究的回顾与展望

在病毒学研究一个多世纪的发展史中,以昆虫作为宿主,并在宿主种群中发生流行病的昆虫病毒研究起步较迟,落后于植物病毒、动物病毒、细菌病毒.但是近五十年来,昆虫病毒研究得到很大的发展.据国际病毒分类委员会第七次报告的统计,至今已报告的昆虫病毒有1600多种,涉及昆虫纲几乎所有的目.这些昆虫病毒分属于13个病毒科、2个病毒亚科和21个病毒属.按病毒核酸类型划分,可分为:1)双链DNA病毒,其中有杆状病毒科、痘病毒科、多分病毒科、泡囊病毒科和虹彩病毒科;2)单链DNA病毒中的细小病毒科;3)双链RNA病毒,其中有呼肠孤病毒科、二分RNA病毒科;4)单链RNA病毒,其中有微RNA病毒科、野田村病毒科和T四病毒科;5)DNA和RNA的反转录病毒,包括前病毒科和变位病毒科[2].昆虫病毒已经成为病毒研究比较活跃的领域之一,它在生命科学研究中占有显著的地位并显示出广阔的发展前景.我国的昆虫病毒研究实际上始于二十世纪50年代中期高尚荫、曹诒荪等人对家蚕核型多角体病毒(NPV)病研究[3].近五十年来,在昆虫病毒--昆虫细胞离体培养系统;昆虫病毒资源的识别鉴定;昆虫病毒分子生物学;昆虫病毒生物防治技术等研究领域得到很大的发展,取得长足进步,并在国际上产生重要影响.     

基于GEO数据分析的猪病毒源siRNA

RNA干扰（RNA interference,RNAi）是宿主细胞抗病毒的关键方法之一，其核心切割酶Dicer会将病毒复制过程中产生的双链RNA切割成长度为21-23 nt小干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)。病毒源siRNA可直接靶向降解病毒的mRNA，阻断病毒复制。本研究一方面筛选NCBI GEO(National Center for Biotechnology Information Gene Expression Omnibus)数据库中有关猪病毒感染后产生的小RNA序列，分析比对病毒vsiRNA以探讨vsiRNA数量和其在病毒基因区域的存在规律。研究结果表明RNAi系统中Dicer对正链RNA病毒有一定的切割偏好性，并且可以识别与切割DNA病毒转录过程中产生的双链RNA。另一方面，本研究发现猪流行性腹泻病毒（Porcine epidemic diarrhea virus,PEDV）感染猪骨髓源树突状细胞后，宿主细胞的IFN-α、IFN-β与Dicer的表达量均显著下调，表明PEDV通过抑制IFN及RNAi的产生来实现免疫逃避。综上，本研究以...     

R环的形成及对基因组稳定性的影响

R-环是由一个RNA:DNA杂交体和一条单链状态的DNA分子共同组成的三链核酸结构。其中, RNA:DNA杂交体的形成起因于基因转录所合成的RNA分子不能与模板分开, 或RNA分子重新与一段双链DNA分子中的一条链杂交。在基因转录过程中, 当转录泡遇到富含G碱基的非模板链区或位于某些与人类疾病有关的三核苷酸卫星DNA时, 转录泡后方累积的负超螺旋可促进R环形成。同时, 新生RNA分子未被及时加工、成熟或未被快速转运到细胞质等因素也会催生R环。研究表明, 细胞拥有多种管理R环的方法, 可以有效地管理R环的形成和处理已经形成的R环, 以尽量避免R环对DNA复制、基因突变和同源重组产生不利影响。文章重点分析了R-环的形成机制及R环对DNA复制、基因突变和同源重组的影响, 并针对R-环诱导的DNA复制在某些三核苷酸重复扩增有关的神经肌肉退行性疾病发生过程中的作用进行了分析和讨论。     

RNA干扰：一种快速关闭基因的途径

RNA干扰是双链RNA分子在mRNA水平关闭相应序列基因表达的过程，发现于植物、线虫。最近在哺乳动物细胞中也获得了满意的结果，这对研究哺乳动物，尤其是人类基因的功能将提供帮助。     

ADARs对病毒感染的影响及其作用机制

双链RNA依赖的腺苷酸脱氨酶(adenosine deaminase acting on RNA,ADAR)是一组催化双链RNA腺苷(A)脱氨基产生次黄嘌呤(I)的RNA编辑酶。ADARs具有多种功能,如编辑蛋白质编码区可引起蛋白质功能改变;编辑非编码区可以控制m RNA水平和翻译效率;编辑mi RNA前体使其成熟过程被抑制,编辑mi RNA靶位点导致下游靶基因沉默;还可以控制组织发育和造血,保证器官正常发育等。近年来研究表明,ADARs在病毒的感染与复制过程中也发挥重要作用,如ADARs可促进VSV、HDV等病毒的复制,而对MV、HCV等病毒显示出抗病毒作用。现主要就ADARs在病毒感染与复制过程中的作用及其分子机制做一综述。