逆转录病毒基因组RNA的二聚作用

逆转录病毒科(Retroviridae)是一成员众多、易变异的RNA病毒科.在逆转录病毒复制周期内,所有逆转录病毒均将两拷贝的单股正链RNA带入病毒粒子[1,2].在此过程中,遗传物质--基因组RNA能顺利包装入病毒粒子是病毒复制与繁衍的关键,而基因组RNA通过二聚作用(Dimer-ization)形成二聚体(Dimer)是包装逆转录病毒的前提.     

RNA病毒基因组和转录复制多样性的分子基础

自然界中RNA病毒的种类和数量比DNA病毒多得多,根据基因组类型,RNA病毒可分为多种类型,许多研究者认为,存在于古细菌Myxobacteria中,仅仅有一个逆转录酶基因的反转子（Retron)可能是所有病毒的祖先,进化的模式如下,反转子→反座子→反转录转座子→反转录病毒→副反转录病毒→DNA病毒,RNA病毒转录。／复制在很多特征上与DNA病毒迥然不同,依赖于RNA的RNA聚合酶是RNA病转录／复制的主要催化剂,RNA病毒基因组转录和复制都从3'端poly(A)或类tRNA结构或其他结构起始,内部终止是转录,通读到5'末端终止是复制,RNA病毒的模板有正链病毒（RNA模板,负链病毒RNA模板和全长正负链反基因组RNA模板,RNA模板的选择调控机制非常复杂,目前知之甚少,选择模板,RNA聚合酶与转录因子结合形成复制体是两种主要的调控方法,另外,5'UTR和3'UTR也可以调控RNA病毒的转录。     

RNA病毒遗传重组研究进展

RNA病毒是以RNA作为遗传物质的病毒。RNA病毒的基因组经历着快速的进化,呈现高度的遗传多样性,单个RNA病毒的子代常包含相似而不相同的病毒[1]。RNA病毒基因组高度的遗传变异性主要原因有[2]:①突变:病毒进入宿主细胞后,由RNA复制酶(依赖于RNA的RNA聚合酶,RdRp)催化RNA的复制。     

RNA复制子疫苗

RNA复制子是自主复制的RNA,保留了病毒复制酶基因,而结构蛋白基因缺失,由外源抗原基因取代,复制酶可控制载体RNA在胞浆中高水平复制和外源基因的高水平表达。用于开发复制子的主要是单股正链RNA病毒,如甲病毒(辛德比斯病毒、塞姆利基森林病毒、委内瑞拉马脑炎病毒)、黄病毒(登革热病毒、昆津病毒)、小RNA病毒(脊髓灰质炎病毒、人鼻病毒)、副粘病毒(犬瘟热病毒)、杯状病毒(猫杯状病毒)。基于复制子的疫苗不会产生能复制的感染性病毒粒子,不可能与细胞基因组发生整合,但可诱导全身免疫和粘膜免疫以及MHCI限制性CTL反应,而不受体内已有载体抗体的干扰。目前已开发了大量基于复制子的疫苗和肿瘤的治疗性和预防性疫苗,并在很多疾病模型上取得成功,包括病毒(流感病毒、人免疫缺陷病毒、拉沙病毒、马尔堡病毒、呼吸道合胞体病毒、诺沃克样病毒、马动脉炎病毒等)肿瘤(人乳头瘤、癌胚抗原、B16肿瘤、小鼠黑素瘤等)、以及细菌毒素(肉毒杆菌毒素、葡萄球菌肠毒素、破伤风毒素等)。     

野田村病毒RNA的复制机制

野田村病毒科Nodaviradae分为2个属,分别为主要感染昆虫的α野田村病毒属(Alphanodavirus)和主要感染鱼类的β野田村病毒属(Betanodavirus)。野田村病毒的基因组由2条单链正义RNA分子(RNA1和RNA2)所组成,RNA1编码蛋白A,即病毒负责复制病毒两条基因组的依赖RNA的RNA聚合酶催化亚基。RNA2编码衣壳前体蛋白α,此前体蛋白α先组装成原病毒粒子,再经历一次自我催化的成熟切割成2个病毒的衣壳蛋白β和γ,就成了成熟的有感染性的病毒粒子。在RNA复制过程中,从RNA1的3′末端会合成一个不被包装进病毒粒子的亚基因组RNA3。RNA1能在无RNA2的情况下自我复制,并持续地产生亚基因组RNA3,RNA3的合成采取的是提前终止机制。本文还介绍了野田村病毒复制的调节、非结构蛋白的功能和病毒复制在细胞内的定位。     

RNA病毒RNA依赖的RNA聚合酶的结构与功能

RNA病毒一般传播迅速,给人类和自然造成巨大危害和威胁.许多RNA病毒的结构蛋白在基础研究和应用方面已日趋完善.相比之下,就非结构蛋白(NS)所做的研究较少,存在许多未知问题.在这些非结构蛋白中,病毒自身编码的RNA依赖的RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerase,RdRP)对病毒的复制起关键作用.对RdRP的研究不仅使对病毒RNA复制的机制更精细明了,且有可能提供新的抗病毒靶标和诊断试剂.本文对RdRP特别是动物RNA病毒RdRP的结果与功能作一综述.     

猪繁殖与呼吸综合征病毒RNA依赖性RNA聚合酶中SDD功能区的突变分析

猪繁殖与呼吸综合征病毒PRRSV亚基因组的转录和基因组的复制由病毒复制酶引导.病毒首先合成两个多聚蛋白,随后多聚蛋白被加工分解成若干较小的非结构蛋白（nsps）,从而产生了复制酶.病毒复制酶所在的nsp9含有特异性的功能性序列模体,在正链RNA病毒的RNA依赖性RNA聚合酶RdRp中共同含有这些保守的序列模体.为了验证PRRSV所特有的SDD模体是否能够替换为其他RNA病毒相应所含有的保守模体,以及SDD的每一个氨基酸对于RdRp催化活性的影响,将其分别替换为多种不同的氨基酸.研究发现,只有将nsp9中SDD替换为GDD,即丝氨酸替换为甘氨酸S3050G时,才能拯救出病毒,并且传代后此病毒在遗传上是稳定的.改变SDD中的任何一个天门冬氨酸都对病毒是致死性的,突变后破坏了聚合酶的活性和RdRp的翻译功能,但却没有使RdRp失去复制功能.所以研究认为,SDD模体是PRRSV的RdRp所特有和保守的,不能被替换为除GDD外的其他RNA病毒所含有的保守模体,套式病毒与其他正链RNA病毒在进化上具有一定的联系.研究表明,SDD模体的两个天门冬氨酸对于PRRSV亚基因组的转录是不可缺少的;从进化上看,SDD模体可能是正链RNA病毒GDD模体的一种变异形式.     

虫媒黄病毒亚基因组RNA

黄病毒是一大科人类致病性的单股正链RNA病毒。黄病毒包括登革病毒、西尼罗脑炎病毒及日本脑炎病毒等成员,主要径通过节肢动物的叮咬进行传播,即为虫媒黄病毒。研究发现,在虫媒黄病毒复制过程中,除病毒基因组正链RNA、互补的负链RNA及两者的杂合RNA分子外,在病毒感染细胞后还能产生一种病毒亚基因组RNA(subgenomic RNA,sgRNA)。近年对这种sgRNA展开了比较多的研究,结果表明,其产生机制与已知的其他病毒sgRNA产生机制并不相同。该sgRNA的产生与虫媒黄病毒基因组3’非编码区所形成的保守二级结构有关,同时宿主核酸酶对其的不完全降解亦有重要作用。虫媒黄病毒基因组3’非编码区中带有多个与病毒复制相关的RNA元件,而sgRNA的发现有助于全面地认识病毒RNA与宿主RNA代谢途径间的相互作用,为最终阐明病毒的致病机制奠定基础。     

RNA干扰与抗病毒感染

RNA干扰(RNAi)是由小干扰RNA(siRNA)引发的生物细胞内同源基因的转录后基因沉默(PTGS)现象,是一种古老的生物抵抗外在感染的防御机制。RNAi因其在维持基因组稳定、调控基因表达和保护基因组免受外源核酸侵入等方面发挥的重要作用,已被广泛用于探索基因功能、基因治疗和新药的研发。外源导入siRNA引发的RNAi可以特异性抑制病毒的复制与感染,为抗病毒感染治疗开辟了一条新的途径。     

卫星RNA研究新进展：结构与功能表达

植物病毒卫星通常是指那些如果没有特定辅助病毒的帮助就不能复制,而它本身对于辅助病毒的复制是不必需的,且与辅助病毒的基因组无序列同源性的一类RNA分子。到目前为止,已报道有六组共26种植物病毒带有卫星。这些植物病毒卫星有的具有编码自身外壳蛋白的遗传信息,称卫星病毒;有的无此编码功能称为病毒卫星RNA。病毒卫星RNA在其发现的早期,其生物学功能尚不为人重视。然而,七十年代早期,在法国阿尔萨斯爆发的由黄瓜花叶病毒(Cucumber Mosaic Virus,CMV)侵染引起的番茄作物坏死病被确定与CMV卫星RNA有关,至此,关于卫星RNA的生物     

Enzymatic cleavage of RNA by RNA

The discovery and characterization of the catalytic RNA subunit of the enzyme ribonuclease P ofEscherichia coli is described.Nobel lecture given on December 8, 1989, by Professor Sidney Altman, and published in LES PRIX NOBEL 1989, printed in Sweden by Norstedts Tryckeri, Stockholm, Sweden, 1990, republished here with the permission of the Nobel Foundation, the copyright holder.     

Enzymatic cleavage of RNA by RNA

The catalytic activity of E. coli RNase P, an enzyme essential for tRNA biosynthesis in vivo, resides in the RNA subunit of the enzyme. This RNA, which has all the properties of a classical enzyme, can cleave precursor tRNAs in vitro in the total absence of proteins.     

非编码RNA和RNA沉默

生物体内存在大量的非编码RNA ,它们形态各异 ,功能也千差万别 ,在生物的生长、发育、分化进程中扮演着不同的角色 ,尤其是siRNA ,它是RNA沉默的诱因。RNA沉默是真核生物特有的现象 ,它需要一系列因子的参与 ,其中RNA依赖性的RNA聚合酶是沉默起始的关键 ,Dicer酶是形成siRNA的基础 ,而RNA沉默诱导复合体 (RSIC)等是发生RNA沉默“链式反应”的关键因子     

Catalytic RNA and RNA Splicing

The capacity of Watson-Crick base-pair complementarity to directinformational transactions basic to gene expression has longbeen appreciated. Among RNA molecules, it mediates mRNA-tRNAcodon-anticodon pairing and the 16S rRNA-mRNA Shine-Dalgarnointeraction. More recently, we have come to realize that therole of RNA may transcend that of intermolecular recognition,per se, to include catalysis. Following the tour-de-force studiesof the self-splicing Tetrahymena rRNA precursor, the stage isnow set for the primary role of RNA to be revealed in nuclearpre-RNA splicing, which is catalyzed by a large ribonucleoprotein(RNP) complex in the cell nucleus, called the spliceosome. Theremoval of introns from nuclear pre-messenger RNA (pre-mRNA)shares fundamental properties with certain RNA self-splicingreactions. It therefore seems likely that the major catalyticstrategies in nuclear pre-mRNA splicing are carried out by thesmall nuclear RNAs (snRNAs), which are major constituents ofthe spliceosome.     

RNA编辑功能和RNA干扰

RNA编辑被认为是生命体一种新的基因加工与修饰现象,是指DNA转录成RNA后除RNA剪切外的其他加工过程,以核苷酸的删除、插入或替换等方式改变遗传信息,揭示生物进化过程中基因修饰和调控的另一个重要途径,是对中心法则的重要补充.而RNAi是一种由dsRNA介导的,在转录水平、转录后水平和翻译水平上阻断基因表达的基因调节途径.着重介绍 RNA编辑功能、RNA编辑与RNA干扰关系.     

RNA helicases: modulators of RNA structure

RNA molecules play an essential role in many cellular processes, often as components of ribonucleoprotein complexes. Like proteins, RNA molecules adopt sequence-specific secondary and tertiary structures that are essential for function; alteration of these structures therefore provides a means of regulating RNA function. The discovery of DEAD box proteins, a large family of proteins that share several highly conserved motifs and have known or putative ATP-dependent RNA helicase activity, has provoked growing interest in the concept that regulation of RNA function may occur through local unwinding of complex RNA structures.     

Moving RNA moves RNA forward

Cell communication affects all aspects of cell structure and behavior, such as cell proliferation, differentiation, division, and coordination of various physiological functions. The moving RNA in plants and mammalian cells indicates that nucleic acid could be one of the various types of messengers for cell communication. The microvesicle is a critical pathway that mediates RNA moving and keeps moving RNA stable in body fluids. When moving miRNA enters the target cell, it functions by altering the gene expression profile and significantly inhibiting mRNA translation in recipient cells. Thus, moving RNA may act as a long-range modulator during development, organogenesis, and tumor metastasis.