基于血凝素关键序列的流感病毒疫苗

流感病毒的血凝素(HA)位于流感病毒包膜上,在流感病毒吸附和穿入宿主细胞的过程中起着重要作用.血凝素以三聚体的形式镶嵌在病毒包膜上,每个单体糖蛋白是由两个经二硫键连接的蛋白亚单位组成,即HA1和HA2.血凝素属Ⅰ型膜蛋白,其一级结构含有4个结构域:信号肽(前导序列)、胞浆域、跨膜域和胞外域. 血凝素是流感病毒最主要的表面抗原,它能够诱导机体产生相应的中和抗体以中和病毒.血凝素一般含有5 个抗原决定簇,流感病毒的流行与其抗原结构的变化密切相关.主要就血凝素的结构和功能、流感病毒疫苗以及以血凝素基因关键序列为基础的流感病毒疫苗进行阐述.     

基于Web的基因组序列数据库管理系统的设计与实现

设计一种基于网络的可用来存储和注释海量DNA数据的数据库模型。整个过程分为三部分：首先是构建数据库框架,然后对原始基因组序列数据进行批量注释并输出有效格式导入数据库,最后通过一个友好的用户交互界面,实现对基因组数据的在线读取,查询,注释等操作。设计的数据库用于解决大量产生并有待分析的基因组序列的有效存储和管理问题。     

面向大规模人群的基因组注释系统

基因组注释是识别出基因组序列中功能组件的过程,其可以直接对序列赋予生物学意义,由此方便研究者探究和分析基因组功能.基因组注释可以帮助研究从三个层次上理解基因组,一种是在核苷酸水平的注释,主要确定DNA序列中基因、RNA、重复序列等组件的物理位置,包括转录起始,翻译起始,外显子边界等具体位置信息.同时可以注释得到变异在不...     

一个园艺植物基因组序列和注释的在线批量实时提取平台

目前, 大量园艺植物基因组测序已经完成或接近尾声, 它们的基因组序列和注释数据极大地促进了功能基因组学研究。为给科研人员提供批量下载特定的基因组区段序列和注释平台, 笔者开发了一个称为OBRRP的生物信息学工具。OBRRP具有提取葡萄(Vitis vinifera)、桃(Prunus persica)、草莓(Fragaria vesca)、黄瓜(Cucumis sativus)、西瓜(Citrullus lanatus)、番茄(Solanum lycopersicum)、甜橙(Citrus sinensis)、苹果(Malus x domestica)、猕猴桃(Actinidia chinensis)、马铃薯(Solanum tuberosum)、香蕉(Musa acuminata)和拟南芥(Arabidopsis thaliana) 12种植物基因组序列及注释数据的功能; 同时, 也具有扩展到其它Gbrowser浏览器架构的数据库功能。测试结果表明, OBRRP是一个快捷简便的在线、批量和实时提取工具, 其登录地址为http://bioinfo.jit.edu.cn/OBRRP/。     

基于Web的水稻芯片数据注释和分析平台

国际水稻基因组测序计划(IEGSP)顺利完成, 水稻基因的研究也进入了后基因组研究阶段. 水稻基因芯片数据注释分析是一项重要的功能基因组学研究内容, 它为理解水稻基因的生物学意义提供了帮助. 本研究开发了一个基于Web的水稻基因芯片数据注释和分析平台(RiceChip), 它比同类的注释数据库更加全面快捷. 本平台共由5个功能模块组成: BioChip模块为水稻基因表达数据提供快速检索和高级检索, 可依次按照Probe Set ID, Locus ID, Analysis Name等字段进行检索; BioAnno模块整合多个生物学数据库, 为水稻基因提供基因功能、蛋白质结构、生物代谢途径以及转录调控等方面的注释信息; BioSeq模块则收集水稻基因组的序列信息, 支持对水稻基因与芯片探针的序列查询; BioView模块是系统图形可视化的核心模块, 提供友好的访问界面与结果输出, 方便研究人员使用; BioAnaly模块结合R/Bioconductor统计分析工具提供高通量芯片数据的在线分析. 本系统从不同的方面依次提供了数据检索、基因注释、序列分析、数据可视化和数据分析等功能, 其数据收集的全面性与功能分析的强大性在同类水稻基因芯片数据注释和分析平台中都较突出.     

基于功率谱的流感病毒蛋白质序列结构分析

基于经典HP模型,本文采用离散傅里叶变换获取蛋白质特征,利用分层聚类方法进行蛋白质序列的结构分析。其目的是将自动信号频谱分析技术与层次聚类方法相结合,并应用到蛋白质序列结构分析中。通过流感病毒HA和NA蛋白质序列的实验结果表明:应用该方法可得到非常好的分类结果。这些研究为基于大数据的蛋白质序列的自动信息提取和结构分析提供基础。     

基于T7启动子表达系统的牛副流感病毒3型微型基因组的构建与拯救

【目的】通过负链RNA病毒反向遗传学操作,构建并拯救以T7启动子表达系统为基础的牛副流感病毒3型(Bovine parainfluenza virus type 3,BPIV3)微型基因组。【方法】分别构建表达该病毒NP、P和L蛋白的辅助质粒px8δT-PT1-b PIV3-NP、px8δT-PT1-b PIV3-P和px8δT-PT1-b PIV3-L以及含增强型绿色荧光蛋白(Enhanced green fluorescent protein,EGFP)开放读码框(Open reading frame,ORF)、BPIV3前导序列(Leader region)、转录起始信号(Gene start signal,GS)、转录终止信号(Gene end signal,GE)和尾随序列(Trailer region)等顺式作用元件(Cis-acting elements)的微型基因组质粒p SC11-b PIV3-EGFP,鉴定正确后,采用2种不同方法拯救BPIV3微型基因组,并通过观察荧光表达情况判断是否拯救成功。【结果】成功构建了基于T7启动子表达系统的BPIV3微型基因组,并实现了拯救。【结论】该系统的成功构建,有助于今后对BPIV3开展基因修饰研究。     

基于知识库的基因组数据整合分析

数据整合逐渐成为生物数据分析的重要方向。随着高通量技术的广泛应用,基因组序列数据大量产生,而如何充分、高效地整合这些序列数据成为了一个难题。本文从序列角度出发设计了一套新的数据整合方法:序列群富集分析(SequenceSet Enrichment Analysis,SSEA),并用实验数据探讨了其潜在的应用价值,结果显示SSEA能更好的挖掘出序列数据中的复杂生物学信息。     

基于多源异构大数据挖掘的流感病毒防控预测预警平台构建研究

流感传播速度快,病原变异频繁,影响范围广,对其快速反应与防范对全球来说仍然是一个严重的挑战。医疗卫生和高通量测序技术的组合产生了非常复杂可变的海量的异质异构数据集,对其实现整合挖掘分析是个重要任务。现有逐级上报方式的流感监测体系存在分析结果滞后(1～2周)的问题,与流感病毒变异和传播速度快形成尖锐矛盾。因此,实时而全面的了解其流行动态非常必要。基于以上原因,建立统一的大数据平台,整合不同来源、不同结构的监测数据和特定算法及模型,对信息加以分析利用,并对病毒的流行、发展、变异、控制和反馈进行全生命周期的监控,通过时间、地域、环境和病毒之间的关联性等综合分析,形成一个高效安全、快速稳定,且准确及时的流感地理信息图谱预测预警系统,成为提升流感中心信息管理水平的必由之路。     

基于多源异构大数据挖掘的流感病毒防控预测预警平台构建研究 *

流感传播速度快,病原变异频繁,影响范围广,对其快速反应与防范对全球来说仍然是一个严重的挑战。医疗卫生和高通量测序技术的组合产生了非常复杂可变的海量的异质异构数据集,对其实现整合挖掘分析是个重要任务。现有逐级上报方式的流感监测体系存在分析结果滞后(1~2周)的问题,与流感病毒变异和传播速度快形成尖锐矛盾。因此,实时而全面的了解其流行动态非常必要。基于以上原因,建立统一的大数据平台,整合不同来源、不同结构的监测数据和特定算法及模型,对信息加以分析利用,并对病毒的流行、发展、变异、控制和反馈进行全生命周期的监控,通过时间、地域、环境和病毒之间的关联性等综合分析,形成一个高效安全、快速稳定,且准确及时的流感地理信息图谱预测预警系统,成为提升流感中心信息管理水平的必由之路。     

新甲型H1N1流感病毒小鼠致死模型的建立

建立新甲型H1N1流感病毒小鼠致死模型,为研究致病性、宿主适应性以及疫苗保护性提供动物模型,并寻找病毒在适应宿主过程中影响毒力和适应性的关键位点。将新甲型H1N1流感病毒A/四川/SWL1/2009 H1N1在小鼠中连续传15代,各代次毒株均在MDCK细胞上增殖后进行测序,根据序列分析结果选择6个传代毒株感染小鼠,连续监测14 d体重和死亡情况;并对第14代和15代病毒在噬斑实验纯化后克隆和测序分析。原代病毒不致死BABL/C小鼠,经动物体内连续传代适应宿主动物后,其毒力增强,具体表现为所选的6个传代毒株中第7、11、15代毒株可以100%致死试验小鼠;分析这6个传代毒株的全基因组表明这些毒株的部分氨基酸位点发生突变。新甲型H1N1流感病毒经小鼠体内连续传代后,建立了小鼠致死模型,病毒毒力增强可能与某些氨基酸位点的改变有关。     

黄芪A6组分对流感病毒感染小鼠的防治作用

用黄芪生药1250～5000mg／kg,连续给药小鼠5d,其A6组分对100LD50或100ID50感染的BALB／C小鼠都有明显的预防和治疗作用,可降低感染幼鼠的死亡率和延长其平均存活天数;降低感染成年鼠的肺湿重。经X2和t检验,有显著性差异。且预防效果优于治疗。早期给药疗效较好。     

流感病毒M2蛋白胞外区与铜绿假单胞菌外毒素A融合蛋白的表达及其免疫原性研究

本研究构建了表达甲型流感病毒M2蛋白胞外区与铜绿假单胞菌外毒素A(PEA)融合蛋白的原核表达载体,根据铜绿假单胞菌外毒素A(PEA)核苷酸序列设计突变PCR引物并实施突变PCR,以获得PEA基因编码区第553位氨基酸密码子缺失的突变PEA(ntPE),从而产生无毒性的PEA突变基因,然后用合成的M2e编码区替换ntPE基因中的非必需区Ib,产生ntPE-M2e嵌合基因。将该嵌合基因导入pET表达载体以构建原核表达载体,将表达产物胶回收后与弗氏不完全佐剂联合皮下免疫BALB/c小鼠,终免两周后用5个LD50流感病毒A/PR/34/8株进行攻击。取动物血清作ELISA并取脾脏作ELISPOT试验结果表明,免疫组可以诱导小鼠产生抗M2e特异性抗体反应和细胞免疫反应并能够抑制病毒在肺内的复制。本研究为甲型流感病毒广谱疫苗的进一步研发打下了基础。     

马传染性贫血强/弱毒嵌合病毒的体外构建

马传染性贫血病毒(equine infectious anemia virus,EIAV)引起马传染性贫血(简称马传贫),导致马持续性感染和反复病毒血症[1].EIAV与人免疫缺陷病毒Ⅰ型(HIV-1)同属反转录病毒科慢病毒属,二者有很多相似的特性[2].在反转录病毒前病毒基因组两端含有长末端重复序列(long terminal repeat,LTR).LTR含有真核启动子,其中含有病毒转录调控顺式作用位点,病毒编码的反式作用因子与其结合后可以反式激活基因的表达,对病毒基因的表达和其它生命活动起重要调控作用[3,4].因此,LTR序列的变异可能会引起病毒转录和复制方式的改变,进而引起其细胞嗜性和致病性的改变[5,6].为了探讨LTR在EIAV病毒复制和转录过程中的作用,并进一步研究EIAV的致病和免疫机制,用EIAV强毒L株LTR置换了以前构建的EIAV DLA(弱毒)感染性分子克隆中的LTR,构建了马传贫强/弱毒嵌合分子克隆,并获得了具有感染性的强/弱毒嵌合病毒.     

Expression of Functional Recombinant Hemagglutinin and Neuraminidase Proteins from the Novel H7N9 Influenza Virus Using the Baculovirus Expression System

The baculovirus expression system is a powerful tool for expression of recombinant proteins. Here we use it to produce correctly folded and glycosylated versions of the influenza A virus surface glycoproteins - the hemagglutinin (HA) and the neuraminidase (NA). As an example, we chose the HA and NA proteins expressed by the novel H7N9 virus that recently emerged in China. However the protocol can be easily adapted for HA and NA proteins expressed by any other influenza A and B virus strains. Recombinant HA (rHA) and NA (rNA) proteins are important reagents for immunological assays such as ELISPOT and ELISA, and are also in wide use for vaccine standardization, antibody discovery, isolation and characterization. Furthermore, recombinant NA molecules can be used to screen for small molecule inhibitors and are useful for characterization of the enzymatic function of the NA, as well as its sensitivity to antivirals. Recombinant HA proteins are also being tested as experimental vaccines in animal models, and a vaccine based on recombinant HA was recently licensed by the FDA for use in humans. The method we describe here to produce these molecules is straight forward and can facilitate research in influenza laboratories, since it allows for production of large amounts of proteins fast and at a low cost. Although here we focus on influenza virus surface glycoproteins, this method can also be used to produce other viral and cellular surface proteins.     

小檗碱改善流感病毒性肺炎小鼠肺血管通透性的作用及机制

目的:观察小檗碱对流感病毒感染所致病毒性肺炎小鼠肺血管通透性的影响,并探讨其作用机制。方法:BALB/c小鼠108只随机分为3组,正常组、模型组、小檗碱组,25μL 50LD50病毒液滴鼻建立流感病毒感染的小鼠肺炎模型,感染后1 h,正常组和模型组予以双蒸水灌胃,小檗碱组予药物0.005 g.kg-1d-1腹腔注射;各组均给药2次/d,连续给药5 d。感染后的2 d、4 d、6 d,处死小鼠,肺组织称重以检测肺含水量;1%伊文氏兰5 mL/kg尾静脉注射检测肺血管通透性;Bicinchoninic acid(BCA)法检测肺泡灌洗液(BALF)中蛋白含量;放免法或酶免法测定肺组织中PGE2、PLA2及LT-B4含量。结果:病毒感染后,模型组肺含水量持续升高,肺血管通透性及BALF蛋白含量在感染后第4天开始明显升高,小檗碱降低了肺含水量、肺血管通透性及BALF蛋白含量(P<0.01);模型组肺组织中PGE2、PLA2、LT-B4的含量明显升高,小檗碱不同程度地抑制了PGE2、PLA2、LT-B4的表达。结论:小檗碱通过抑制流感病毒感染后肺组织中PGE2、PLA2、LT-B4的释放,降低了肺血管通透性及肺含水量,对病毒性肺炎中肺水肿的形成,起到一定的治疗作用。     

表达流行性感冒病毒HA基因非复制型重组腺病毒的构建及免疫效果的研究

通过RT-PCR扩增流行性感冒(流感)病毒HA基因,克隆至腺病毒穿梭载体pAd Track-MV,该重组质粒与腺病毒DNA共转化E．coli BJ5183,通过细菌内同源重组获得重组腺病毒DNA,将其转染293细胞获得重组腺病毒。PCR证实HA基因已整合至腺病毒基因组中,Western blot结果检测到重组病毒感染293细胞中HA的表达。重组病毒经滴鼻和灌胃两种途径免疫小鼠,结果2次免疫后滴鼻组和灌胃组均产生明显的免疫应答,血清IgG抗体滴度分别为1：10000和1：1000。除血清IgG外,还在肺灌洗液中检测到分泌型IgA。滴鼻组的免疫效果强于灌胃组。经小剂量攻毒实验显示,重组腺病毒保护率为100％。该文成功构建了表达流感病毒HA基因的非复制型重组腺病毒,重组病毒免疫小鼠可产生较好的免疫效果。     

利用BmNPV-家蚕表达系统包装重组腺相关病毒2型（rAAV2）研究

腺相关病毒（adeno-associated virus,AAV）是基因治疗中最常用的病毒载体之一,目前用于基因治疗的AAV多利用苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒表达系统（AcMNPV-sf9）包装,但较高的包装成本限制了AAV在基因治疗中的广泛应用。家蚕杆状病毒表达系统与AcMNPV-sf9系统相比,具有包装量更高、成本更低的优势,因此更适用于包装重组腺相关病毒（recombinant adeno-associated virus,rAAV）。首先,将AAV2功能基因cap和rep进行序列优化后合成,克隆到杆状病毒转移载体pVL1393上,将增强型绿色荧光蛋白（enhanced green fluorescent protein,EGFP）基因和荧光素酶（luciferase,Luc）基因分别作为报告基因克隆到含有巨噬细胞病毒IE（cytomegalovirus-IE,CMV-IE）启动子的病毒转移载体pVL1393-ITRs-MCS上。随后,将构建好的转移载体分别与缺陷型家蚕杆状病毒reBmBac共转染BmN细胞系,获得分别重组有cap、rep和报告基因的家蚕杆状病毒（Bombyx mori nucleopolyhedrovirus,BmNPV）。再将纯化的重组病毒（reBm-Cap2、reBm-Rep2）与reBm-EGFP、reBm-Luc分别混合后感染家蚕,收获其表达产物,纯化得到含有目的基因的rAAV病毒。利用rAAV病毒感染哺乳动物细胞后,通过检测EGFP、Luc的表达状态来验证rAAV包装成功与否。结果显示,利用家蚕杆状病毒系统成功包装了rAAV2,并且在哺乳动物细胞中实现了报告基因的表达。     

奥司他韦、利巴韦林和盐酸金刚乙胺对甲型H1N1流感病毒的抑制作用

目的细胞水平测试奥司他韦、利巴韦林和盐酸金刚乙胺对甲型流感H1N1病毒的抑制或杀伤作用。方法通过在MDCK细胞系和甲型H1N1病毒株间建立药物剂量-效应关系确定导致细胞死亡的效力与抑制病毒复制的效力的比值（治疗指数）,测试药物的抗病毒效果。结果奥司他韦、利巴韦林和盐酸金刚乙胺对MDCK细胞的半数中毒浓度分别为（1134.7±186.8）μg/mL、（742.0±76.9）μg/mL、（94.6±1.9）μg/mL,对甲型H1N1病毒的治疗指数（TI）分别为71.19、24.9和3.12。结论奥司他韦对甲型H1N1病毒抑制作用最强,利巴韦林其次,盐酸金刚乙胺对甲型H1N1病毒抑制效果较弱。