自杀基因在肿瘤基因治疗中的应用

自杀基因治疗肿瘤近年来在国内外研究较多并已取得了明显的疗效。目前发现的自杀基因包括：单纯疱疹病毒胸苷激酶基因、胞嘧啶脱氨酶基因、水痘带状疱疹病毒胸苷激酶基因、硝基还原酶基因、大肠杆菌GPT基因和DEO基因等。     

植物病毒互作研究及基因编辑技术在抗病育种中的应用进展

病毒病害是危害农作物生长的重要病害,最经济有效的防治策略是选育对病毒有抗性的品种。随着病毒与植物互作研究的深入,我们对于病毒在其生活周期中与其所依赖的植物基因的互作有了深入的认识。病毒进入植物细胞后,其病毒颗粒的解聚、基因的表达、基因组的复制、其核酸蛋白复合体通过包间连丝和韧皮部的移动等过程都依赖病毒基因与植物特定基因的相互作用。这些植物基因的隐性突变可以导致植物对病毒的抗性。这类变异存在于作物的自然变异群体中,可以直接应用于抗病育种。CRISPR/Cas介导的基因编辑技术是一种可以在动植物体内对DNA序列进行定点突变的新技术,在过去几年里得到了突飞猛进的发展。利用该技术对病毒所依赖的植物基因进行定点突变或编辑,从而打破病毒与植物基因的互作关系,为创造抗病毒的作物提供了一条行之有效的途径。植物病毒互作研究和基因编辑技术的结合可以克服自然变异群体中,病毒依赖基因隐性突变频率小的问题,加速相关种质资源的创新步伐。因此它们正成为两支有力的翅膀,推动抗病育种的腾飞。拟通过对基因编辑研究领域近两年的研究进展以及植物与病毒互作研究领域的研究成果进行归纳总结,为基因编辑技术在抗病毒植物种质创新提供参考。     

病毒诱导烟草的基因沉默

病毒诱导基因沉默是利用RNA介导病毒防卫机制的一项技术。构建含有目的基因片段的人工改造病毒载体,通过农杆菌侵染导致植物内源目的基因沉默。为建立病毒诱导基因沉默体系,选用烟草脆裂病毒（TRV）和烟草为实验材料。构建了八氢番茄红素去饱和酶基因（PDS）的基因沉默病毒载体,病毒载体侵染结果显示目的基因PDS沉默导致烟草幼苗出现光漂白现象。采用RT-PCR的方法检测目的基因PDS的沉默效果,结果显示PDS基因mRNA被显著降解。该体系的建市有利于将来对植物基因进行高通量功能分析。     

花椰菜花叶病毒——一个很有希望的植物基因载体

植物基因工程的兴起,使寻找适当的外来基因载体成了一个很迫切的问题。除了Ti质粒外,植物病毒的基因也能很好地在植物体内表达,有可能成为一种很好的基因载体。从七十年代末起,有一些植物病毒学家开始注意花椰菜花叶病毒(CaMV),这是因为:1.该病毒的基因组是一个比较小的双链DNA(约8000bP),便于体外操作;2.克隆的病毒DNA可以通过摩擦接种侵染植物,重组后的DNA便能直接用于     

HSV-tk基因在基因治疗中的应用研究进展

近年来,对恶性肿瘤的基因治疗已提出了多种方案,其中,向肿瘤细胞内导入“自杀基因(Suicide gene)”随之激活自杀机制的策略在某些实体瘤的治疗中受到重视,这类“自杀基因”包括Ⅰ型和Ⅱ型单纯疱疹病毒胸苷激酶基因(HSV1-tk,HSV2-tk)、水痘带状疱疹病毒胸苷激酶基因(VZV-tk)、大肠杆菌胞嘧啶脱氨酶基因(EC-cd)等。目前最常用的“自杀基因”是HSV1-tk基因。截至1995年2月,美国NIH已通过了4项用HSV1-tk基因转移联合抗病毒药物Ganciclovir(GCV)     

花椰菜花叶病毒及其作为载体的应用

除了Ti质粒以外,植物DNA病毒也是潜在的植物基因工程载体,目前已发现的植物DNA病毒仅十几个,分属子花椰菜花叶病毒组(Caulimovirus)和双联体病毒组(Geminiv irus)花椰菜花叶病毒组由于其DNA为双链,可直接从纯化的病毒粒子中得到,更为分子生物学家所关注。对该组病毒的代表--花梆菜叶病毒(Cauliflower Mosaic Virus CaMV)的病毒学,生理学已有了较深入的研究,近十几年来对其遗传背景研究也有了引人注目的进展。Hohn小组成功地以该病毒为载体,克隆了256bP的二氢叶酸还原酶基因,并在植物中表达成功。CaMV还为植物基因工程提供了强的启动子。     

病毒诱导的基因沉默及其在植物基因功能研究中的应用

RNA介导的基因沉默是近年来在生物体中发现的一种基于核酸水平高度保守的特异性降解机制.病毒诱导的基因沉默（virus induced gene silencing, VIGS）是指携带植物功能基因cDNA的病毒在侵染植物体后,可诱导植物发生基因沉默而出现表型突变,进而可以研究该目的基因功能.至今,已经建立了以RNA病毒、DNA病毒、卫星病毒和DNA卫星分子为载体的VIGS体系,这些病毒载体能在多种寄主植物（包括拟南芥、番茄和大麦）上有效抑制功能基因的表达.VIGS已开始应用于N基因和Pto基因介导的抗性信号途径中关键基因的功能研究、抗病毒相关的寄主因子研究以及植物代谢和发育调控研究.在当前植物基因组或EST序列大量测定的情况下,VIGS为植物基因功能鉴定提供了有效的技术平台.     

选择性复制型腺病毒介导的自杀基因HSV -tk 在 肿瘤基因治疗中的应用

自杀基因治疗是肿瘤基因治疗的手段之一,治疗效果与自杀基因能否被高效、选择性的导入肿瘤细胞有关。肿瘤选择性复制型腺病毒（conditionally replication adenovirus,CRADs）可以特异性的在肿瘤细胞中复制,在复制的同时所携带的治疗基因也大量表达。由CRAds介导的自杀基因,实现了对肿瘤的病毒治疗和基因治疗的结合,提高了治疗效率和使用复制型腺病毒的安全性。     

病毒来源的抗病毒基因的构建和在植物中的表达

寄主植物对病毒感染产生各种类型的抗病性,包括高度抗病的免疫性,抗侵染,抗扩展和抗增殖的抗病性,过敏性抗病性,耐病性以及对传毒介体的抗性。但是至今我们还不能把编码这些抗性的基因分离出来,进行基因转移。所以在植物基因工程中应用植植物来源的抗病毒基因为时尚早。由于病毒分了生物学的发展,已阐明了一些病毒的基因组的结构与功能,为利用病毒来源的抗病毒基因开辟了道路。随着DNA重组和克隆技术的发展,以及双子叶植物基因转化技术的日趋完善,使植物抗病毒的基因工程得以突破。已由病毒外壳蛋白基因、病毒卫星RNA的cDNA和病毒弱株系的全长cDNA转化植物,获得抗病性的表达。探索病毒来源的反意RNA和中和抗体基因作为抗病毒基因的可能性也在进行中。     

植物病毒诱导的基因沉默效应的分子机制

主要从病毒诱导的基因沉默体系中植物与病毒的相互作用、VIGS涉及的信号分子和移动方式以及靶基因的沉默和病毒载体的复制关系介绍和分析植物病毒诱导的基因沉默效应的分子机制,并进一步分析此种体系在植物基因功能研究中应用的研究进展。     

植物生理与分子生物学

主要从病毒诱导的基因沉默体系中植物与病毒的相互作用、VIGS涉及的信号分子和移动方式以及靶基因的沉默和病毒载体的复制关系介绍和分析植物病毒诱导的基因沉默效应的分子机制,并进一步分析此种体系在植物基因功能研究中应用的研究进展。     

植物抗病毒病育种策略

为了得到抗病毒的寄主植物,植物育种学家进行了许多有益研究,形成了许多行之有效的抗病毒病育种策略。利用植物本身对病毒侵染所具有的一些免疫功能及其本身的一些抗性基因来获得抗性;利用来源于病毒自身基因的一些抗病性策略(PDR),如利用病毒外壳蛋白基因,病毒复制酶基因,病毒移动蛋白基因,病毒卫星RNA和反义RNA等,植物也可以获得抗性。近年来对由转录后RNA沉默引起的由RNA介导的病毒抗性策略(RMVR)也进行了深入地研究。除了PDR和RMVR以外,还有一些导致植物抗病毒的策略,包括利用美国商陆的病毒抗性蛋白(PAP),2',5’-寡腺苷酸合成酶,“植物抗体”以及病毒蛋白多肽来获得病毒抗性等。     

农杆菌介导的病毒侵染(Agroinfection)方法在植物和病毒分子生物学基础研究中的应用

农杆菌-病毒侵染即为农杆菌Ti质粒介导的病毒基因组向植物细胞中的转移,并使其发生系统感染。它具有高敏、高效和易于检测等特点,已被用来研究农杆菌T-DNA转移机制、农杆菌宿主范围、基因重组、外源基因瞬间表达及病毒分子生物学等方面的基础理论问题。本文综述了该方法用于植物和病毒分子生物学基础研究的进展情况,并讨论了其应用前景。     

阻档HIV扩散的细胞

法国科学家对人类细胞进行改造,使之一旦受艾滋病病毒(HIV)感染即自行崩解。他们设计了一种自杀基因,并将其插入到一群被HIV感染的CD4细胞中,并使之能被HIV感染所激活。然后,他们尝试对这一群细胞进行离体再侵染。结果说明这一方法已阻挡了艾滋病病毒的离体扩散。由此,不少制药公司已明显对这项研究感兴趣。这种自杀基因为HSV1-TK,编码单纯疱疹病毒(1型)胸苷激酶。该基因经电激法插入到CD4淋巴细胞中,处于HIV启动子调控之下。出现HIV感染时,HSV1-TK表达量非常高。向培养基中添加     

用毒蛋白控制植物病毒病害的基因工程设想

本文提出利用抑制植物蛋白质合成的毒蛋白基因读码框和植物病毒亚基因组启动子组成嵌合基因,预先在植物中表达负链RNA,在病毒侵染细胞中变为正链毒蛋白RNA,产生毒蛋白,迅速中止该细胞蛋白质合成,从而达到完全控制植物病毒病的植物基因工程工程设想。白喉毒素A链基因读码框是一种对多种植物有用的适合于本设想的毒蛋白基因读码框。烟草中负链毒蛋白RNA不会自动变为正链RNA。TMV外壳蛋白亚基因组是按BMV RNA_4的方式生成;它的启动子可以用作TMV的启动开关,使植物细胞中白喉毒素A链负链RNA特异地转变为毒蛋白mRNA。     

前沿

<正>感染人类的植物病毒?通常认为植物病毒并不会感染动物,但是一些科学家却在人类粪便中发现大量的植物病毒,并且体内带有这种病毒的人要比不带有这种病毒的人更容易发烧、腹痛和瘙痒。尽管该研究受到许多质疑,因为植物病毒基本不能识别人体细胞表面的受体,但研究人员认为,植物病毒可能并不是直接感染人体细胞,其裸露的RNA很可能利用类似于RNA干涉(在转录水平、转录后水平和翻译水平上阻断基因     

基因功能研究工具VIGS在植物中的应用

病毒诱导基因沉默(virus induced gene silencing,VIGS)是一种根据植物反抗病毒入侵机制而开发的RNA沉默技术。它利用病毒载体携带目的基因片段在寄主体内产生双链RNA从而诱导目的基因沉默。该技术的应用依赖于植物体内发生的精密且有效的分子调控网络与合适的侵染条件。相较于其他的植物诱变技术,VIGS有着其独特的优势,目前不仅在模式植物中有所应用,而且在诸多其他的单子叶及双子叶植物中也有报道。此外,随着新的载体系统、侵染条件与检测手段等不断出现,VIGS技术越来越多的特点被大家发现,并成为基因功能研究的得力工具。     

烟草脆裂病毒诱导的基因沉默在植物基因功能研究中的应用

烟草脆裂病毒(tobaccorattlevirus,TRV)是一类应用比较广泛而且效率和持久性较好的病毒载体,能够介导基因沉默同时不会带来病毒诱导的症状。改造后的病毒能够促进非病毒序列的插入以及对植物的后续感染,也可以鉴定宿主植物生长点的基因,因此TRV在植物基因功能鉴定中具有广泛的应用。该文介绍TRV沉默载体的构建、诱导基因沉默原理、在植物基因功能研究中的应用以及优缺点。     

植物单链RNA病毒中的正链病毒的基因结构和表达调控

植物病毒可以按其遗传物质的不同分为四大类,即双链DNA病毒、单链DNA病毒、双链RNA病毒和单链RNA病毒。其中单链RNA病毒又可以按基因RNA复制和表达方式的不同而分为正链RNA病毒和负链RNA病毒两种,大约70％的植物病毒属于正链RNA病毒。越来越多的实验证据表明,植物病毒,尤其是植物正链RNA病毒,具有某些不同于其它生命形式的特性,这些特性主要表现在基因结构、表达和调节等方     

转录后基因沉默--植物抵御外来病毒入侵的一种机制

基因沉默是近几年来在转基因植物中发现的一种后生遗传现象。基因沉默大体可以分为两类：位置效应引起的基因沉默和同源依赖的基因沉默。其中,同源依赖的基因沉默又可以分为转录水平的基因沉默和转录后水平的基因沉默。基因沉默的发现使得人们对植物和病毒的相互关系有了一个新的认识。基因沉默研究中所发现的转录后基因沉默现象是植物抵御病毒入侵、保持自身基因组完整性的一种防御机制,是植物与病毒共进化的结果。对于沉默产生的机理,尤其是转录后基因沉默,已经提出不少模型,但是都未能较全面地解释基因沉默中出现的各种实验现象。该文现就实验所取得的相关结果、转录后基因沉默机制和植物对病毒防御机制的相互关系,以及其研究进展进行综述。