病毒蛋白质组学: 病毒学研究前沿

病毒寄生于宿主细胞中, 需要不断地适应和改变宿主的环境. 它们能够编码多种多功能蛋白质, 这些蛋白能与宿主蛋白发生一系列的相互作用以完成病毒的各种功能. 迄今, 尽管许多病毒的基因组已测序完成, 但由于受到病毒影响而发生相应改变的宿主蛋白组、宿主蛋白翻译后修饰, 以及蛋白酶剪接过程还未被完全阐明. 近年来新兴的高通量技术, 如基于质谱技术的定量或半定量蛋白组方法, 已被广泛应用于病毒宿主相互作用的研究中, 且有望在上述领域取得突破性进展. 本综述主要探讨蛋白质组学研究中的病毒颗粒蛋白质组学, 病毒结构蛋白质组学和病毒影响的宿主蛋白质组学等病毒蛋白质组学中的前沿领域.     

探寻新型HCV同源病毒的自然宿主

丙型肝炎病毒(hepatitis C virus,HCV)感染是一个世界性的公共卫生问题,该病毒感染后可引起急、慢性肝炎。由于HCV的宿主范围较窄,一直未找到合适的动物模型来研究该病毒的致病机制、免疫预防等,至今也无证据表明动物源的HCV同源病毒可能跨种传播给人类。最近,研究者在小型野生动物(如啮齿类动物、蝙蝠)和家养动物(如犬、马、牛)中相继发现了新型HCV同源病毒(HCV样病毒和GBV样病毒),这些病毒分别属于丙型肝炎病毒属(hepacivirus)或持续性G病毒属(pegivirus),研究这些病毒的基因组结构和生物学特征有助于HCV的起源及其致病机制和免疫等研究。本综述从HCV基本特征、相关病毒谈起,着重介绍新型HCV同源病毒,并探寻其自然宿主,进而讨论了人类重要病原之一HCV的起源问题。     

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     

黄病毒科病毒编码的非结构蛋白及其功能

黄病毒科病毒是一类具有囊膜的ＲＮＡ病毒,现包括黄病毒、瘟病毒及类丙型肝炎病毒三个属。该科的许多病毒均是引起人和动物一些严重疾病的病原,其基因组为一单股正链的ＲＮＡ分子,分别编码病毒的结构蛋白和非结构蛋白,其中非结构蛋白对于病毒的复制及病毒与其宿主细胞的相互作用起着极为重要的作用。本文综述了该科病毒编码的非结构蛋白及其主要功能,旨在深入了解和研究该科病毒的复制规律,以有助于由该科病毒引起的许多严重病毒病的防治     

白斑综合症病毒感染相关蛋白质相互作用的研究进展

白斑综合症病毒（white spot syndrome virus,WSSV）是危害对虾的主要病原,给全球水产养殖业带来了巨大经济损失,但至今仍未发现有效的防治方法。研究病毒与宿主的相互作用对于深入了解病毒的致病机理和宿主的免疫机制,从而寻找合适的抗病毒措施具有非常重要的理论意义和实际应用价值。该文主要介绍了蛋白质相互作用的研究方法,以及WSSV病毒蛋白之间、病毒—宿主蛋白之间和宿主蛋白之间相互作用的研究进展,为有效地防治WSSV及相关科研提供参考。     

低毒病毒及板栗疫病菌低毒力机制

低毒病毒是一类存在于板栗疫病菌细胞质中自主复制的无衣壳正链RNA病毒.感染低毒病毒后,板栗疫病菌的致病力显著降低,色素分泌减少,菌丝体由感染病毒前的桔黄色变为白色,产孢量降低或不产孢,漆酶表达水平明显下降.低毒病毒侵染性克隆的获得以及高效转化和转染体系的建立,使得低毒病毒成为目前唯一可以进行全面遗传操作的真菌病毒.利用低毒病毒作为探针来探测板栗疫病菌的致病力组成和毒力调节机制,已获得了一些很有意义的发现.本文介绍近几年低毒病毒及其与真菌相互作用的研究进展,包括低毒病毒的基因组和功能基因研究、低毒病毒和线粒体损害引起的板栗疫病菌低毒力机制、板栗疫病菌的RNA沉默系统以及低毒病毒抗RNA沉默的机制.低毒病毒/板栗疫病菌系统已经成为研究病毒与宿主相互作用以及病原真菌致病机理的很好的模式系统.     

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.     

呼肠孤病毒结构与功能研究进展

随着现代分子生物学研究方法与计算机分子信息及模型处理技术的迅速发展,研究病毒基因结构与功能、三维构像与结构模型、病毒的遗传变异与系统进化,已成为现代分子病毒学研究领域的热点课题.其实质在于揭示病毒的复制与组装机制,探明病毒与宿主间的互相关系及遗传变异规律等,为最终从理论上阐明病毒致病的分子机理,以及从实践上解决病毒病的诊断与防治技术提供有效的实验依据.20世纪50年代呼肠孤病毒的发现,首次证实了双链RNA病毒可作为稳定生命形式存在于自然界.特别是呼肠孤病毒特有的分段RNA基因组结构与全保留复制特征,为研究病毒的毒力、转录调控机制、病毒与宿主细胞间的相互作用提供了良好的研究模型.正呼肠孤病毒(亦简称呼肠孤病毒)T1L、T2J和T3D为呼肠孤病毒三种血清型原型分离株,目前已研究得十分深入.本文就近年来呼肠孤病毒结构与功能研究进展综述如下.     

猪流行性腹泻病毒(PEDV)与抗病毒天然免疫

猪流行性腹泻病毒(porcine epidemic diarrhea virus,PEDV)是引起猪流行性腹泻病等肠道疾病的一种动物冠状病毒.PEDV与宿主系统相互作用,特别是其对宿主抗病毒天然免疫调节作用和机制是目前动物冠状病毒研究的基础科学问题之一.基于作者近几年来对人类重要冠状病毒对宿主抗病毒天然免疫系统调节作用的研究,本文对PEDV基因组与编码蛋白主要功能以及PEDV调节宿主抗病毒天然免疫反应及其可能机制的进展和现状进行了分析.与人类冠状病毒相似,PEDV编码的木瓜样蛋白酶(papain like protease,PLP)是一个多功能蛋白酶,除了蛋白酶活性外,还具有去泛素化酶(DUB)活性和宿主干扰素拮抗活性,是PEDV编码的一种新型病毒来源DUB和宿主干扰素拮抗蛋白.这些研究为阐明PEDV对宿主抗病毒天然免疫反应调节作用和其致病机制提供了重要的理论依据,为研制新型PEDV免疫防治措施提供了重要理论基础.     

病毒辅助代谢基因的研究进展

病毒通过影响微生物的营养循环、生物多样性和遗传信息传递等,在全球海洋的生物地球化学循环中发挥关键作用。病毒还可以控制微生物的群落组成、关键代谢过程等,这些依赖于病毒基因组上的辅助代谢基因(auxiliary metabolic genes,AMGs)。AMGs在病毒感染宿主的过程中表达并参与调控宿主的代谢过程。病毒基因组中的AMGs包括中央碳代谢、氮代谢、磷和硫循环、核苷酸代谢以及与氧化应激反应相关的基因。AMGs有利于子代病毒更高效地组装和释放,对于病毒种群的繁衍具有重要意义,同时对病毒-宿主相互作用机制的研究产生重要影响。本文针对病毒辅助代谢基因的起源、类别及其重要的生态作用进行简要综述,以期为进一步阐明病毒在不同生态系统中的功能提供依据。     

犬瘟热病毒受体及其跨宿主感染

犬瘟热是由犬瘟热病毒(Canine distemper virus,CDV)感染引起的一种高度接触性传染病,其可跨宿主感染不同科属的多种动物并造成较高的死亡率,因此该病对养犬业、经济动物养殖业和野生动物保护业造成了很大危害。近年来,随着生态环境变化及病毒变异,CDV的宿主范围也不断扩大。目前已鉴定的CDV两种受体—SLAM和nectin-4,分别在宿主免疫细胞和上皮细胞上表达,二者与CDV血凝素(H)蛋白的相互作用是决定CDV跨宿主感染和病毒诱导宿主免疫抑制等致病性的基础。本文就近年来国内外对CDV受体及其跨宿主感染研究进展进行了综述。     

用慢病毒载体制备转基因动物的研究进展

慢病毒是逆转录病毒的一种 ,具有逆转录病毒的基本结构 ,但也有不同于逆转录病毒的组份和特性 ,作为基因治疗载体发展起来 ,最近已用于转基因动物制备。慢病毒像其它逆转录病毒一样 ,其基因组经逆转录后能整合在宿主DNA上 ;由于病毒载体经改构后 ,不在宿主细胞增殖 ,不会导致寄主细胞的死亡 ,被它感染的或转化的动物细胞能够连续传代 ;这种载体的最大优势是能感染静止细胞和不产生嵌合体动物。详细介绍了慢病毒载体构建原理、近年慢病毒载体在转基因动物制备方法和应用研究的新进展。     

对虾白斑综合症病毒与虾鳃细胞膜特异性结合关系的确立

对虾白斑综合症病毒(White spot syndrome virus,WSSV)是养殖对虾的一个主要病原,也是目前发现的基因组最大的动物病毒(基因组约290kDa,双链环状)。WSSV病毒粒子为卵形杆状,外被囊膜,囊膜在尾部延伸成一长尾。它不仅能感染对虾,还能感染其它淡水及海水甲壳类。养殖对虾被感染后,3—10d内累积死亡率可达100％,给对虾养     

生物信息学分析包膜与非包膜病毒的受体蛋白差异

病毒与受体相互作用对于病毒感染宿主细胞至关重要.为了深入理解病毒对于受体蛋白的选择机制,本研究从结构、功能、宿主蛋白相互作用网络以及组织表达量等四个方面系统性地分析和比较了哺乳动物中包膜与非包膜病毒的受体蛋白差异.结果表明,包膜病毒和非包膜病毒的受体蛋白具有相似的结构域组成和功能,但是非包膜病毒的受体蛋白相对于包膜病毒具有更多的结构域数目、更高的N-糖基化水平、在宿主蛋白相互作用网络中有更高的连接度和节点介数、以及在宿主中有更高的表达.本研究有助于加深我们对于哺乳动物中包膜与非包膜病毒受体选择机制的理解,同时也对病毒受体的鉴定具有一定的参考价值.     

基于宏基因组学的猪群样本病毒探测方法的建立

极其多样的病毒广泛存在于我们周围的环境和动物体内,其中很多病毒是人类所未知的,而发现未知病毒常常受制于病毒常规检测技术的局限性.[目的]构建未知病毒检测技术平台.[方法]应用病毒宏基因组学的理念,结合新型分子诊断技术,首先利用过滤和核酸酶处理去除样品宿主核酸干扰,然后随机PCR扩增潜在的病毒宏基因组,最后通过大规模测序及序列分析获取病毒核酸信息.[结果]利用此技术我们对猪瘟病毒(CSFV)细胞培养物和猪圆环病毒2型(PCV2)感染猪病料进行了分析,分别检测到序列总长度1680 bp,占基因组13.7％的CSFV序列和序列总长度834 bp,占基因组47.2％的PCV2序列;利用此检测技术平台研究一未知病原细胞培养物,通过测序和序列分析,结果显示56条序列中有26条为副流感病毒5型(PIV5)同源序列,覆盖了其基因组全长的16.4％;此外,应用本研究建立的方法结合新一代高通量测序,我们在混合的7份病原未知的病猪组织样品中检测到了1.1％的病毒序列,包括CSFV、PCV2、猪细环病毒(TTSuV)、猪bocavirus (PBoV)和人腺病毒6型(Ad6)等的部分基因序列.[结论]本研究建立的基于病毒宏基因组学的未知病毒的检测方法突破了传统病毒研究方法的缺陷,对于猪群样本中病毒的检测具有较高的敏感性,有望为新发、突发感染性疾病的诊断和监测提供技术支持.     

小RNA病毒受体的研究进展

病毒与宿主间的相互作用位点为病毒感染细胞提供可能性,位于宿主细胞上的结合位点称作受体。目前在宿主细胞的免疫球蛋白超家族、低密度脂蛋白受体家族、补体家族和整联蛋白细胞粘附分子家族等中陆续发现了小RNA病毒的受体。了解各个受体的利用情况,对理解病毒感染机制、宿主嗜性和抗病毒机理有重要意义。本文主要就已证实的小RNA病毒受体进行分类概述,以期为深入研究小RNA病毒的致病机理及其防控提供参考。     

对虾白斑综合征病毒中国地方株变异区基因的比较

对虾白斑综合征病毒(White spot syndromevirus,WSSV)是对虾养殖的主要病原之一,它是目前发现的基因组最大的动物病毒,为环状双链DNA病毒[1,2],全基因组序列分析结果显示,对虾白斑综合征病毒和其他杆状病毒相差甚远,最新病毒分类报告已将该病毒划归新建立的线头病毒科(Nima-viridae)白斑病毒属(Whispovirus)[3,4]。目前Gen-Bank公布有3个版本的WSSV全序列[1,2],其基因组大小的测定结果相差较大。不同的WSSV毒株可能在形态结构、理化性质上无法区分,但病毒基因组限制酶切片段长度多态性(RFLP)可以将之区分开来,Marks等[6,7]通过计…     

病毒-宿主蛋白相互作用组学研究进展

病毒和宿主之间的蛋白相互作用贯穿其整个生命周期.对病毒-宿主蛋白相互作用组的研究不仅可以阐明病毒的感染过程和机体的防御机制,而且还可以揭示潜在的抗病毒治疗靶点.本文回顾了病毒-宿主蛋白相互作用组学常用的研究方法,并探讨了每种方法的优点及局限性.     

双分子荧光互补技术在动物病毒中的研究进展

病毒侵染宿主的过程存在着一系列相互作用,了解病毒与宿主之间的蛋白质相互作用对于深入研究病毒具有重要意义。在众多研究蛋白质相互作用的方法中,双分子荧光互补技术（bimolecular fluorescence complementation,BiFC）因其能在活细胞中可视化相互作用而被广泛应用。介绍了双分子荧光技术的原理、发展和优势,总结了双分子荧光技术在动物病毒以及抗病毒药物研究中的应用,并进一步阐述了新型双分子荧光系统的原理,以期为研究动物病毒致病机制和抗病毒药物研发提供新的思路。     

宿主细胞骨架与内膜网络重构调控病毒复制

病毒性疾病的日益频繁暴发严重危害全球人类健康和经济发展.病毒感染的一个共同特征是重塑宿主细胞的膜结构和细胞骨架结构,形成用于病毒基因组复制的特化亚细胞结构,称为病毒工厂.不同的病毒可能会挟持不同的宿主细胞器进行膜修饰形成形态各异的复制工厂,包括病毒质体、小球体、双膜囊泡、管状体和细胞核病毒工厂.三种细胞骨架微丝、微管、中间丝形态在病毒复制过程中也会发生剧烈重塑,形成笼状结构包裹病毒工厂,包括肌动蛋白环、微管笼和中间丝笼.本文系统描述了病毒复制阶段病毒工厂的形成过程及细胞骨架组分和膜组分的形态学变化,重点阐述了三种细胞骨架及其相关蛋白在病毒工厂建立过程中的物质运输、物理支撑、和生化调控功能,简要介绍了相关研究技术手段,并讨论了病毒感染背景下病毒组分-细胞内膜-细胞骨架三者相互作用的重要性和未来研究方向.