RNA病毒的复制途径

ＲＮＡ病毒的复制途径聂剑初（北京师范大学生物学系１００８７５）ＤＮＡ病毒在其基因组复制和表达过程中利用许多的宿主蛋白质。ＲＮＡ病毒的复制则面临一个特殊的问题,即未受侵染的宿主细胞没有按照ＲＮＡ模板的指令合成ＲＮＡ的酶。因此,ＲＮＡ病毒必须含有合成这类...     

SARS病毒与其他冠状病毒的基因组比较

本文利用生物信息学方法比较SARS病毒和其他冠状病毒基因组。通过数据库搜索,找出与SARS病毒基因组相似的核酸或蛋白质序列,并对相似序列进行比对,分析它们的共性和差异。结果表明,SARS病毒在基因组的组织上及结构蛋白质方面与现有冠状病毒有比较大的相似性,SARS病毒基因组与冠状病毒基因组相关。但是,SARS病毒基因组还存在一些特异性序列,ORF1a和S蛋白(特别是S1)的变化以及SARS—CoV特异性的非结构蛋白可能是SARS发病机理与传染特性区别于其他冠状病毒的分子基础。在全基因组水平上进行核酸单词出现频率分析,结果表明,SARS病毒远离已知的其他冠状病毒,单独成为一类。     

糖皮质激素非基因组效应及其信号转导机制

糖皮质激素具有多种重要的生理和药理作用,其经典作用途径为“基因组机制”,通过调节基因转录发挥作用.近年来,其“非基因组机制”在生理和药理学方面的作用越来越受重视.在这一作用途径中,可能有多种受体、激酶、信号分子的参与,“基因组机制”和“非基因组机制”间还可能存在交互调节,对非基因组机制进行深入研究有利于糖皮质激素的临床合理应用.     

SARS病毒与其他冠状病毒的基因组比较

本文利用生物信息学方法比较SARS病毒和其他冠状病毒基因组.通过数据库搜索,找出与SARS病毒基因组相似的核酸或蛋白质序列,并对相似序列进行比对,分析它们的共性和差异.结果表明,SARS病毒在基因组的组织上及结构蛋白质方面与现有冠状病毒有比较大的相似性,SARS病毒基因组与冠状病毒基因组相关.但是,SARS病毒基因组还存在一些特异性序列,ORF1a和S蛋白(特别是S1)的变化以及SARS-CoV特异性的非结构蛋白可能是SARS发病机理与传染特性区别于其他冠状病毒的分子基础.在全基因组水平上进行核酸单词出现频率分析,结果表明,SARS病毒远离已知的其他冠状病毒,单独成为一类.     

内源性反转录病毒衍生的长非编码RNA的功能

长非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是一类转录本长度超过200 nt、不编码蛋白质的RNA分子,以RNA的形式参与多层次调控,包括表观遗传学调控、转录调控以及转录后调控等。大量研究结果表明,许多长非编码RNA分子衍生于数百万年前"入侵"人类基因组的内源性反转录病毒(endogenous retrovirus,ERV)序列。内源性反转录病毒是基因组重要成分,约占基因组的5%~8%,多以"前病毒"形式存在,功能很大程度上未知。就内源性反转录病毒衍生的lncRNA在天然免疫、抗病毒和肿瘤等方面的最新研究进展进行综述。     

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。     

合成生物学在生物基化学品上的应用趋势及展望

合成生物学(synthetic biology)将工程学和生物学相结合, 它不同于对自然基因模拟的基因工程和对代谢途径模拟的代谢工程,而是在以基因组解析技术和化学合成技术为核心的现代生物技术基础上,以系统生物学思想和知识为指导,综合生物化学、生物物理和生物信息技术,建立基于基因和基因组、蛋白质和蛋白质组的基本要素(模块)及其组合的工程化的资源库和技术平台,旨在设计、改造、重建或制造生物分子、生物部件、生物系统、代谢途径与发育分化过程,以及具有生命活动能力的细胞和生物个体.     

亮氨酰-tRNA合成酶通过细胞内的亮氨酸调节雷帕霉素受体复合物（TORC1）活性的新功能

TORC1（target of rapamycin complex 1）可整合营养、能量、生长因子及氨基酸等多种细胞外信号,调控基因转录、蛋白质翻译、核糖体合成等生物过程,在细胞生长和凋亡中发挥极为重要的作用。亮氨酰-tRNA合成酶（LeuRS）的经典功能是催化合成亮氨酰-tRNA直接参与遗传信息的解码合成蛋白质。最新研究结果表明人细胞质LeuRS除了经典功能外,还参与调控TORC1途径。综述了LeuRS的非经典功能,它是如何通过感受细胞内的亮氨酸浓度来调节TORC1活性的。这些结果表明了古老的氨基酰-tRNA合成酶家族在进化的过程中被赋予了新的功能。     

监护分子在线粒体蛋白质易位中的作用

监护分子在线粒体蛋白质易位中的作用胡义德,钱桂生（第三军医大学新桥医院全军呼吸病研究所,重庆６３００３７）关键词监护分子,线粒体蛋白质易位线粒体蛋白质仅有少部分由线粒体基因组编码,大多数由核基因组编码并在胞液合成线粒体蛋白前体。核基因组编码的蛋白前体...     

氨基酰-tRNA合成酶与神经系统疾病

氨基酰-tRNA合成酶(aminoacyl-tRNA synthetase, aaRS)催化tRNA氨基酰化反应与编校反应,合成正确的氨基酰-tRNA,为蛋白质生物合成提供原料。高等生物的aaRS获得了除蛋白质合成之外的非经典功能。近年来,随着基因组测序和外显子测序技术的发展和新增临床病例的发现,aaRS基因突变被报道与多种神经系统疾病相关。该文将简要介绍已报道的与aaRS基因突变相关的神经系统疾病,并总结aaRS基因突变导致神经系统疾病机制的研究进展;还将讨论神经系统疾病模型在aaRS非经典功能研究和新药设计中的潜在应用。     

蛋白质起始的DNA病毒复制机制

DNA聚合酶在DNA合成过程中需要的引物包括RNA引物、DNA自我引物和蛋白质引物3种类型。新DNA链(如冈崎片段)的复制多是在DNA模板上合成一段RNA引物,细小病毒利用其基因组末端的反向末端重复序列(ITRs)自我折叠成DNA引物,而一些DNA、RNA病毒及真菌质粒起始复制反应的引物则是蛋白质。以感染原核生物的噬菌体Phi29和真核DNA病毒腺病毒为例,从复制过程所涉及的蛋白质、对复制原点的识别、复制起始反应、新链的延伸、复制终止过程等方面详细阐述DNA病毒由蛋白质引发的复制机制,并对已商品化的Phi29 DNA聚合酶产品多重置换扩增及单细胞测序等的应用以及基于噬菌体Phi29蛋白质起始的最小复制系统体外扩增异源DNA等最新的应用研究作相关总结介绍。     

人博卡病毒1型感染性克隆的构建及鉴定

人博卡病毒1 (human bocaparvovirus 1, HBoV1)为感染人并引起疾病的两种细小病毒之一。其感染2−5岁婴幼儿,能引起轻度或重度急性呼吸道疾病,严重时可危及生命。HBoV1基因组末端含末端反向重复序列(repeat the sequence in reverse, ITR),为病毒基因组复制所必需,但是难以进行PCR扩增合成。本研究通过分步合成末端ITR及分子克隆方法成功构建HBoV1的全长感染性克隆pSKHBoV1。经转染HEK293细胞后,分别从重要非结构蛋白的表达、病毒RNA转录后修饰与加工、病毒基因组复制水平以及子代病毒粒子基因组鉴定等方面,证实构建的感染性克隆在转染HEK293细胞后能够进入正常的复制周期并具有拯救出病毒粒子的潜力,这为后续研究HBoV1的复制增殖、病毒与宿主互作关系以及病毒疫苗的研发奠定了基础。     

无细胞体系非天然蛋白质合成研究进展

无细胞非天然蛋白质合成作为蛋白质研究的新兴手段,已成功用于表征蛋白质分子间、蛋白质与核酸分子间相互作用等基础科学研究及医药蛋白、蛋白质材料等工业生产领域。无细胞非天然蛋白质合成系统不需维持细胞的生长,无细胞膜阻碍,可依据研究目的添加基因元件或化学物质从而增强工程设计和过程调控的自由性;也可赋予蛋白质新的特性、结构及功能,如可实现蛋白翻译后修饰、反应手柄引入、生物物理探针及多聚蛋白质合成等。文中系统地综述了目前应用于无细胞蛋白质合成系统中的非天然氨基酸嵌入方法,包括全局抑制及基于正交翻译体系的终止密码子抑制、移码抑制、有义密码子再分配和非天然碱基等方法的研究进展,及非天然氨基酸在蛋白质修饰、生物物理探针、酶工程、蛋白质材料以及医药蛋白质生产等领域的应用进展,并分析了该体系的发展前景及广泛工业化应用的机遇与挑战。     

雌激素受体介导的快速信号通路的研究进展

除了经典的基因组效应以外,雌激素还可以通过细胞内信号转导途径在几分钟甚至是几秒钟内产生快速生物学效应,被称为雌激素的非基因组效应.这种雌激素的非基因组效应与基因组效应一样,也存在着组织、细胞的特异性.本文将对雌激素膜受体存在的依据、以膜ER为核心的多分子复合物的特性及其介导的信号通路以及雌激素快速生物学效应的组织/细胞特异性作一综述.     

牛病毒性腹泻病毒分子生物学特性研究进展

牛病毒性腹泻病毒(Bovine viral diarrhea virus,BVDV)是引起牛黏膜病的病原,该病原给养牛业造成重大的损失,致病机理十分复杂。与丙肝病毒同属黄病毒科,二者有很高的同源性,所以被用作HCV的模式病毒。其基因组为一单股正链RNA分子,编码4种结构蛋白和8种非结构蛋白,这些蛋白质在病毒的复制、翻译及与宿主细胞的相互作用中发挥重要作用。随着对该病毒及同属的其他病毒研究的深入,人们对该病毒的致病机制、免疫逃避、遗传特性等方面有了一定的认识。本文综述了该病毒及其同科病毒编码的蛋白质的主要功能,为该病的防治及其他病毒的深入研究提供参考依据。     

盐皮质激素的非基因组作用及其机制

盐皮质激素(以醛固酮为代表)是调节机体水盐代谢的重要甾体激素,有着重要的生理、病理功能,阐明其作用机制具有重要的基础和临床意义.现已明确,醛固酮的作用有经典的基因组作用和快速的非基因组作用.关于前者,人们已有较多的评述,本文旨在综述近年来有关醛固酮非基因组作用及其可能分子机制的研究进展.目前的研究表明,醛固酮既可能通过膜受体,又可能通过核受体发挥快速非基因组作用.非基因组作用可以激活细胞内多种信号转导通路.另外,非基因组作用与基因组作用之间还存在整合和交互对话的途径.     

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。     

一种基于代谢网络分析最小化基因组的方法及其在大肠杆菌中的应用

最小生命体的合成是合成生物学研究的重要方向。最小化基因组的同时而又不对细胞生长产生影响是代谢工程研究的一个重要目标。文中提出了一种从基因组尺度代谢网络模型出发,通过零通量反应删除及对非必需基因组合删除计算获得基因组最小化代谢网络模型的方法,利用该方法简化了大肠杆菌经典代谢网络模型iAF1260,由起始的1 260个基因简化得到了312个基因,而最优生物质生成速率保持不变。基因组最小化代谢网络模型预测了在细胞正常生长的前提下包含最少基因的代谢途径,为大肠杆菌获得最小基因组的湿实验设计提供了重要参考。     

RNA干扰与基因敲除

RNAi是指通过双链RNA介导特异性降解靶mRNA,导致转录后水平基因沉默的现象。其作用途径有RdRP依赖的RNAi的途径与非RdRP依赖的RNAi途径2种。利用RNAi的基因敲除技术在dsRNA序列选择、质粒或病毒为载体的dsRNA体内合成、发夹样siRNA的转录、dsRNA的导入方法等方面取得了很大进展,在研究人类或其他生物基因组中未知基因及蛋白质的功能等领域具有诱人的应用前景。     

跨损伤合成的ＤＮＡ聚合酶：—一类新的ＤＮＡ聚合酶

细胞虽然拥有多种修复途径,但有些ＤＮＡ损伤仍不可避免地会逃避修复而在基因组上保留下来,细胞跨损伤ＤＮＡ的合成的分子机制一直是ＤＡＮ修复中的主要的未解决问题之一,最近通过对一类结构相关性UmuC/DimB蛋白质超家族成员的研究发现它们具有ＤＮＡ聚合酶功能,这类新发现的ＤＮＡ聚合酶不同于经典的复制性ＤＮＡ聚合酶,它们能以易误／突变（error-prone/mutagenic)或无误（error-free)方式进行跨损伤（translesion)ＤＮＡ合成,并且从细胞到人在进化上功能保守。