病毒RNA如何逃避宿主细胞的降解

细胞RNA的降解机制不仅在基因表达调节方面具有重要作用,而且也是一种重要的病毒防御机制. 作为一种必须在细胞内增殖的微生物,病毒已经进化出了多种机制,以保护它们的RNA免被宿主细胞降解,如病毒RNA模拟宿主细胞mRNA的结构、形成磷脂包膜、形成局部二级结构、结合自己或宿主细胞编码的蛋白质和编码核酸酶增强宿主细胞mRNA降解等. 本文主要论述了病毒RNA逃避宿主细胞降解的方式,并对其应用前景进行了展望,尤其是在研发抗病毒药物方面的应用前景.     

植物中病毒来源的小RNA介导的RNA沉默

植物RNA 沉默机制的主要功能之一是具有抗病毒作用. 在被病毒侵染的宿主细胞中发现的病毒来源的小RNA表明, 宿主的RNA沉默机制可以靶向病毒RNA. 随着vsiRNAs 高通量测序技术的发展, 近年来的遗传学研究揭示了vsiRNAs 的起源和组成以及它们调控基因表达的潜在功能. 本文简述了vsiRNAs 的起源和生物合成过程, 并着重围绕在抗病毒过程中vsiRNAs 介导的对病毒基因组和宿主转录本的RNA 沉默现象进行综述, 以更好地理解植物中vsiRNAs 在病毒致病性以及和宿主互作中的作用机制.     

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.     

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.     

天然免疫限制因子Tetherin的抗病毒机理研究进展

天然免疫限制因子Tetherin(骨髓基质细胞抗原2)是Ⅰ型干扰素诱导产生的Ⅱ型跨膜蛋白.Tetherin通过其特殊的拓扑结构,在病毒出芽过程中将病毒粒子连接在细胞膜表面,限制病毒的有效释放,从而发挥广谱性的抗病毒活性,而病毒也可以通过多种策略拮抗Tetherin的抗病毒活性.病毒与宿主长期抗争进化的结果表现为病毒特定拮抗蛋白对抗不同种属细胞Tetherin的限制存在种属特异性.本文通过对Tetherin的分子结构、抗病毒活性及其拮抗蛋白的对抗机制等最新进展进行综述,为研究病毒与宿主相互作用的分子机制以及新型抗病毒药物的筛选提供借鉴.     

非包膜病毒进入细胞基质的研究进展

病毒是最简单的生命形态,必须在宿主细胞中才能繁殖。为了增殖,病毒需要将它们的基因组运送到宿主细胞中。而要达到这一目的,病毒必须通过宿主细胞的主要屏障——细胞质膜,不同病毒会根据宿主细胞膜的特点运用不同的进入策略。根据病毒的外表是否具有脂双层膜可将病毒分成两类:包膜病毒和非包膜病毒。包膜病毒外表有一层来源于宿主细胞的脂双层膜,膜上整合了病毒编码的膜融合蛋白。包膜病毒主要通过膜融合蛋白的作用促使病毒的包膜与细胞膜融合,从而介导病毒核衣壳的侵人。对于非包膜病毒来说,由于缺乏包     

植物抗病毒基因工程研究进展

病毒作为一种依赖于宿主细胞代谢的病原体对全球农业造成了重大经济损失。虽然目前已利用多种防治策略来控制病毒病,例如培育抗病毒品种、使用化学杀菌剂、切断病毒的感染途径、组织脱毒、传统农业防治等,但都无法从根本上控制病毒病的危害。近年来的研究表明,基因工程手段能够有效对抗植物病毒病害。本文综述了基因工程手段改造植物抗病毒能力的技术和方法。     

代谢在宿主抗病毒天然免疫的重要作用

抗病毒天然免疫是宿主抗病毒感染的第一道防线。研究证明,病毒感染时,几乎所有细胞都能诱导I型干扰素(IFN-I)及其下游的干扰素刺激基因(ISG)的表达,进而介导宿主的抗病毒天然免疫。最新研究发现,细胞组分,尤其是脂质代谢几乎可以促进病毒复制周期的所有阶段,包括病毒与宿主细胞的初始相互作用、囊膜与细胞膜融合、病毒组装和出芽等。这些阶段均是宿主抗病毒天然免疫的作用靶点,也是预防和治疗病毒感染的有效途径。因此,细胞代谢(尤其是脂代谢)在病毒感染诱导的天然免疫中必定发挥极为关键的作用。代谢在抗病毒天然免疫中作用的研究,必将为预防和治疗病毒感染新途径和新方法的开发提供新的思路。综述将重点探讨代谢在线粒体、过氧化物酶体和少数ISG参与的抗病毒天然免疫中的作用。     

Viperin抑制黄病毒属感染作用机制研究进展

Viperin是近年来发现的具有重要免疫活性的宿主蛋白之一,其在细胞内的表达在病毒感染或干扰素诱导后明显上升,显示出广泛的抗病毒活性。已证实它可以影响许多囊膜病毒在宿主细胞中的组装和释放,但在不同的病毒中所表现的具体抗病毒活性不同。黄病毒属病毒为单股正链具囊膜的RNA病毒,该种属病毒具有相似的结构特征。Viperin蛋白可以抑制多数黄病毒在细胞中的复制。就Viperin抗几种黄病毒属病毒作用机制进行综述,为相关研究提供参考。     

病毒感染与宿主细胞DNA损伤应答

病毒感染宿主细胞后,利用细胞内的营养物质和原料进行复制和增殖,同时能引起宿主细胞启动抗病毒免疫应答的防御机制。此外,近年来的研究还表明病毒感染能够引起宿主细胞的DNA损伤应答,该反应是细胞另一种防止病毒入侵的自我保护机制。同时发现,病毒在长期进化过程中形成了不同的机制来对抗宿主细胞的DNA损伤应答,从而消除细胞对其复制和繁殖产生的不利影响。因此,研究和阐述病毒感染后引起宿主细胞DNA损伤应答途径的机制,可使我们采取相应对策选择新的抗病毒靶点,从而有利于新型抗病毒药物的开发。     

脊椎动物病毒与微RNA

抗病毒作用是RNA干扰(RNAi)在植物及低等动物中的一个重要功能。一方面,宿主细胞编码并表达短干扰RNA(siRNA),对入侵细胞的病毒产生抑制作用;另一方面,病毒编码并表达特定的RNA或蛋白质,以对抗宿主细胞的RNAi。在部分脊椎动物病毒中已经发现多种由病毒编码的微RNA(miRNA),它们对病毒及细胞基因的表达有重要的调节作用。同时,某些细胞miRNA也可影响脊椎动物病毒的复制。然而,RNAi在脊椎动物细胞中是否具有广谱抗病毒活性、脊椎动物病毒又是否普遍编码miRNA及普遍具备拮抗RNAi的机制?目前尚无定论,有待于进一步的研究加以阐明。     

泛素化修饰在抗病毒天然免疫反应中的作用

蛋白质翻译后修饰几乎调控细胞所有的生命活动,有大量研究报道了其中的泛素化在病毒感染过程中的作用。受病毒感染时,宿主可利用泛素化修饰起始抗病毒天然免疫反应,从而抵抗病毒入侵。相应地,病毒也可以利用泛素化修饰逃逸细胞的免疫反应。该文从宿主与病毒两个角度综述了蛋白质的泛素化修饰在抗病毒天然免疫中的作用及其调控机制,为抗病毒的治疗提供一些新的策略。     

病毒与宿主细胞的糖基化修饰及相关功能

病毒的复制和对宿主的入侵与自身结构蛋白的糖基化修饰密切相关.对于宿主而言,在病毒感染宿主和宿主抗病毒的过程中,宿主的糖基化过程一方面可抑制病毒的复制和入侵,另一方面可促进病毒对宿主的感染,抑制宿主糖苷酶可抑制病毒的复制.从病毒方面来看,由于病毒自身缺乏糖基化修饰系统,病毒的糖基化过程是借宿主细胞内的合成系统对自身进行糖基化修饰.病毒的糖基化过程对病毒蛋白的折叠与稳定、病毒的感染和入侵、参与识别宿主细胞受体和参与病毒的免疫逃逸等过程起着重要的作用.随着糖基化研究技术的发展,以糖基化为基础的功能应用也越来越深入:如新型病毒疫苗和新型抗病毒药物的研制,以糖蛋白质组学研究为基础的质谱技术和生物信息学方法的发展,以及利用糖基化对病毒性疾病的诊断和治疗等,这些均为糖基化深入研究发展奠定了基础.本文就病毒与宿主细胞糖基化过程、相关功能以及研究应用等进展作一综述.     

应答流感病毒感染的宿主信号途径研究进展

一系列广泛的宿主细胞信号转导通路可以被流感病毒感染激活. 一些信号转导通路引起宿主细胞的先天免疫应答来抵抗流感病毒, 而一些其他的信号转导通路却是流感病毒实现高效复制所必需的. 本文综述了宿主细胞中由流感病毒感染引起的胞内信号转导, 包括宿主模式识别受体(PRRs)相关信号, PKC, Raf/MEK/ERK和PI3K/Akt信号, 同时对上述信号通路的下游具体效应进行了总结. 这些效应包括宿主细胞对流感病毒的识别, 流感病毒的吸附及入侵, 流感病毒核蛋白的输出, 病毒蛋白的翻译控制, 流感病毒引起的宿主细胞凋亡. 对流感病毒引起的细胞信号转导的研究有助于更加清晰地认识病毒与宿主的相互作用, 也是寻找新的抗病毒靶点和新的抗病毒策略的基础.     

埃博拉病毒包膜糖蛋白研究进展

埃博拉病毒可引起人类高致命性流行性出血热暴发,至今没有预防和治疗的疫苗和药物。作为埃博拉病毒包膜唯一的表面蛋白,包膜糖蛋白是一种多功能蛋白质,在病毒的吸附和穿入宿主细胞、致病性、下调宿主细胞表面蛋白质表达和增加病毒装配和出芽过程中起着至关重要的作用;同时包膜糖蛋白是保护性免疫的主要目标,是诱导产生中和抗体的最理想抗原。本文就近五年埃博拉病毒包膜糖蛋白的基因结构、致病机制和免疫原性方面的研究进展做简要回顾。     

综述:天然免疫限制因子Tetherin的抗病毒机理研究进展

天然免疫限制因子Tetherin(骨髓基质细胞抗原2)是Ⅰ型干扰素诱导产生的Ⅱ型跨膜蛋白．Tetherin通过其特殊的拓扑结构,在病毒出芽过程中将病毒粒子连接在细胞膜表面,限制病毒的有效释放,从而发挥广谱性的抗病毒活性,而病毒也可以通过多种策略拮抗Tetherin的抗病毒活性．病毒与宿主长期抗争进化的结果表现为病毒特定拮抗蛋白对抗不同种属细胞Tetherin的限制存在种属特异性．本文通过对Tetherin的分子结构、抗病毒活性及其拮抗蛋白的对抗机制等最新进展进行综述,为研究病毒与宿主相互作用的分子机制以及新型抗病毒药物的筛选提供借鉴．     

病毒跨膜蛋白的结构功能与抗病毒药物设计

根据病毒衣壳表面有无囊膜结构, 病毒可被分为无包膜病毒和有包膜病毒。包膜病毒的膜蛋白在病毒的吸附、侵入、脱壳、生物大分子合成、病毒粒子的装配与释放等生命周期中起重要作用。某些包膜病毒的膜蛋白对病毒侵入宿主细胞的膜融合是不可或缺的。结构分析显示, Ⅰ型和Ⅱ型病毒融合蛋白采用类似的膜融合方式。此外, 流行性感冒病毒的M2 蛋白、人类免疫缺陷病毒Ⅰ型( HIV-1) 的Vpu 蛋白、重症急性呼吸综合征冠状病毒( SARS-CoV) 3a蛋白等膜蛋白还具有离子通道的功能。针对这些病毒膜融合蛋白设计的抑制分子, 将为研发抗包膜病毒新型药物提供新思路和策略。本文以3 种病毒膜融合蛋白为例, 对其融合机制、跨膜蛋白离子通道功能及其在抗病毒药物设计中的应用作一简要综述。     

国家自然科学基金委员会生命科学部2005年度资助重点科学基金项目一览表

项目名称申请者姓名依托单位大肠杆菌特殊形式O抗原的遗传与进化的研究王磊南开大学宿主细胞抗病毒因子ZAP作用机理研究高光侠中国科学院生物物理研究所水稻矮缩病毒(RDV)编码RNA沉默抑制因子作用机制研究李毅北京大学用持续表达乙肝病毒表面抗原模型研究病毒-细胞作用的新机制闻玉梅复旦大学中国华北地区晚新生代植物演化与环境变迁李承森中国科学院植物研究所植物花药和雄配子体发育的细胞与分子机制叶德中国农业大学端粒在植物同源染色体联会中的作用程祝宽中国科学院遗传与发育生物学研究所松节藻科海洋红藻若干重要属、种的化学、…     

冠状病毒的基因组结构及特征

冠状病毒(Coronavirus)是具有包膜的正单链RNA病毒,基因组大小介于26 000与32 000 nt之间,编码刺突蛋白(S)、包膜蛋白(E)、膜蛋白(M)和核壳蛋白(N)等四种结构蛋白、复制酶(ORF1a/b)与若干辅助蛋白,部分病毒还具有血细胞凝集素酯酶(HE),这些蛋白除维持病毒结构,还有促进感染与抵抗宿主免疫反应等功能,其中刺突蛋白可与宿主细胞表面的受体结合,使病毒包膜和宿主细胞的膜融合以感染细胞.冠状病毒的感染会影响细胞的许多信号转导途径,引发免疫反应,是一类可感染哺乳动物与鸟类的病毒.     

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.