黄病毒基因组RNA5'和3'非编码区的结构和功能

黄病毒是一些世界范围内都很重要的疾病的致病因子 ,充分了解病毒的复制机制 ,可筛选阻止病毒复制的抗病毒因子 ,为疫苗的研制提供理论依据。黄病毒基因组RNA的 5 和 3 非编码区末端核苷酸都可形成高度保守的二级结构 ,与病毒的复制和病毒的神经毒力有关。本文对 5 和 3 非编码区的结构和功能研究进展进行综述。     

黄病毒基因组非编码区的结构与功能研究进展

黄病毒科黄病毒属是由一组含单股正链RNA基因组的囊膜病毒组成,包括登革病毒、流行性乙型脑炎病毒、寨卡病毒、西尼罗病毒、黄热病病毒等,经由虫媒传播,可引起人类和动物的严重虫媒病毒病。黄病毒基因组由1个开放阅读框、5′非编码区和3′非编码区三部分组成。5′和3′非编码区含有病毒基因组复制所必需的启动元件;高度结构化的3′非编码区负责黄病毒亚基因组RNA的产生,从而有助于病毒逃避宿主免疫反应;此外3′非编码区还可作为疫苗研究的靶标。鉴于非编码区在黄病毒的蛋白翻译、基因组复制和免疫调节中发挥的重要作用,本文就黄病毒基因组非编码区的结构与功能最新研究进展作一简要综述。     

小RNA病毒3'非编码区结构与功能的研究进展

小RNA病毒基因组的两侧分别为5′非编码区(UTR)和3′UTR。研究表明:5′/3′UTR能形成复杂的RNA结构,如颈-环结构、三叶草结构和假结体结构等,在病毒的复制或翻译过程中发挥重要调节作用。本文即对近10年来有关小RNA病毒3′UTR的结构与功能研究方面的进展情况进行综述。     

我国禽脑脊髓炎病毒分离株全基因组的测定

测定了我国禽脑脊髓炎病毒(avian encephalomyelitis virus,AEV)分离株L2Z株的全基因组核苷酸序列.该病毒株的3′和5′非编码区核苷酸序列用3′和5′RACE(cDNA末端快速扩增)法获得.基因组全长为7 059个核苷酸残基,包括494个核苷酸残基的5′非编码区、6 402个核苷酸残基的开放阅读框和136个核苷酸残基的3′非编码区及poly(A)尾巴.与已发表的AEV疫苗株1 143的基因组序列比较发现,它们之间核苷酸和氨基酸的同源性分别为98%和97.6%.结构蛋白(VP1～VP4)中,主要宿主保护性免疫原蛋白VP1氨基酸之间差异较小.与小RNA病毒科其它病毒属相比,在非结构蛋白3D中,预测的8个RNA依赖性RNA聚合酶主要结构域中的4个高度保守.从而进一步确认了AEV的分子特性.     

4株SARS冠状病毒中国分离株3′非编码区的序列测定及分析

分别对 4株SARS冠状病毒中国株基因组 3′非编码区序列进行测定和分析 ,然后应用Blast、DNAstarGeneQuest等软件对中国株的这段序列与其它SARS和非SARS冠状病毒的序列进行比较 .结果显示 ,所测 4株SARS冠状病毒中国分离株的 3′非编码区长度均为 339nt,与其它已测序SARS冠状病毒的相应序列完全一致 .SARS冠状病毒的非编码区含有冠状病毒保守的“伪结”结构 .在距末端 138nt处还存在 1个长约 32nt的Ⅱ型茎 环结构的序列 ,该序列在其它已知人冠状病毒中并不存在 ,而与禽传染性支气管炎病毒和星状病毒中的对应序列高度同源 .     

我国两株登革2型病毒5′和3′端非编码区序列测定及二级结构分析

为测定我国两株临床症状、乳鼠神经毒力不同的登革 2型病毒流行株 5′和 3′端非编码区序列 (untranslated region,UTR) ,分析二级结构差异与毒力变化的关系 ,分别从 D2 - 0 4、D2 - 44株感染的 C6/ 36细胞及鼠脑中提取总 RNA.以该 RNA为模板 ,利用 RACE法 ,分别扩增了 D2 - 0 4、D2 -44株的 5′和 3′末端 c DNA片段 .将其分别与 p GEM- T载体连接得到重组质粒 ,测定上述 c DNA插入片段的序列 .用 RNAdraw软件预测 D2 - 0 4、D2 - 44株 5′和 3′端非编码区的二级结构 .D2 - 0 4、D2 -44株 5′端和 3′端非编码区分别有 96和 454个核苷酸 .其中 5′非编码区 59位 C(D2 - 0 4 )→T(D2 -44 ) ,使 D2 - 44二级结构稳定性下降 ;3′端非编码区有 1 5个核苷酸不同 ,其中 T(355)→ A,T(32 6)→ G引起了所在位置二级结构自由能变化 ,且分别位于两个保守序列区 (conserved sequence,CS)CS1、CS2 A.这些位点变化可能与毒力有关 .     

我国两株登革2型病毒5′和3′端非编码区序列测定及二级结构分析

 为测定我国两株临床症状、乳鼠神经毒力不同的登革 2型病毒流行株 5′和 3′端非编码区序列 (untranslated region,UTR) ,分析二级结构差异与毒力变化的关系 ,分别从 D2 - 0 4、D2 - 44株感染的 C6/ 36细胞及鼠脑中提取总 RNA.以该 RNA为模板 ,利用 RACE法 ,分别扩增了 D2 - 0 4、D2 -44株的 5′和 3′末端 c DNA片段 .将其分别与 p GEM- T载体连接得到重组质粒 ,测定上述 c DNA插入片段的序列 .用 RNAdraw软件预测 D2 - 0 4、D2 - 44株 5′和 3′端非编码区的二级结构 .D2 - 0 4、D2 -44株 5′端和 3′端非编码区分别有 96和 454个核苷酸 .其中 5′非编码区 59位 C(D2 - 0 4 )→T(D2 -44 ) ,使 D2 - 44二级结构稳定性下降 ;3′端非编码区有 1 5个核苷酸不同 ,其中 T(355)→ A,T(32 6)→ G引起了所在位置二级结构自由能变化 ,且分别位于两个保守序列区 (conserved sequence,CS)CS1、CS2 A.这些位点变化可能与毒力有关 .     

棉花生长素应答因子克隆和序列分析

通过电子克隆和RACE相结合的方法,从陆地棉中克隆到一个新ARF基因。序列分析表明,该基因序列全长为2393其中包括87bp的5′非编码区(5′UTR),1941bp的蛋白质编码区,终止密码子TAA和362bp的3′非编码区。该基因可编码647个氨基酸的蛋白质,分子量为71.9kD,等电点(PI)为8.2。该基因含有一个与拟南芥中ARF基因相似的B3结构域和一个Auxin_resp结合位点,表明该基因与拟南芥ARF基因有很高的同源性,推测具有相似或相同的功能。     

猪繁殖与呼吸障碍综合征病毒(PRRSV)3′末端非翻译区中调控序列的研究

以北美株PRRSV感染性克隆pCBC2为平台进行反向遗传操作,将3′UTR中的一级结构进行了系列缺失或插入突变,并改变二级结构中的一个保守的茎环结构,构建全长PRRSV突变体克隆,解析3′UTR突变对病毒感染性的影响,旨在界定调控PRRSV3′UTR的启动子序列及二级结构,即复制过程中的最小调控元件。以空斑和Northern blot来研究拯救后重组病毒的复制、转录和生长特性,发现重组病毒感染动力学与亲本病毒无可见差别。结果表明PRRSV3′UTR的5′端可耐受一定数目的核苷酸的缺失(41nt)与插入(23nt)突变,但进一步9nt缺失造成保守的环结构突变后就使病毒失去了感染性。证明了这是3′UTR中控制PRRSV复制过程的的必需序列及二级结构,为进一步解析PRRSV复制过程的调控元件奠定了基础。     

登革2型病毒中国株3′非编码区RNA元件对翻译的影响

[目的]探讨登革病毒(dengue virus,DEN)3′非编码区(untranslated region,UTR)RNA元件(VR、RCS2、CS2、CS1和SL)对基因组翻译的影响.[方法]首先构建登革2′型病毒中国株(DEN2-43)UTR与萤火虫荧光素酶基因(LUC)组成的病毒诱导报告基因(virus induced reportergene,VIRG),在此基础上分别构建包含DEN2-43 3′UTR不同RNA元件的VIRG,并通过LUC检测、实时RT-PCR和Western blot方法分析含有不同元件VIRG对翻译效率的影响.[结果]发现完整的3′UTR缺失可显著抑制翻译,含有病毒VR元件VIRG的翻译水平与完整3′UTR的VIRG相似,RCS2或CS2元件可提高VIRG的翻译效率,CS1或SL元件可降低VIRG的翻译效率.[结论]DEN 2-43病毒基因组3′UTR参与了报告基因的翻译,其不同元件具有可上调和下调报告基因翻译效率的作用.     

珊瑚藻R-藻红蛋白rpeA和rpeB基因全长cDNA克隆与序列分析(英文)

依据珊瑚藻 (CorallinaofficinalisL .)藻红蛋白rpeA和rpeB的DNA序列 (AF5 1 0 986 )设计引物 ,通过PCR RACE方法扩增得到rpeA和rpeB的cDNA序列 .序列分析表明 ,该序列采用多顺反子转录策略 ,全长 2 2 5 7bp(AF5 42 5 5 4) ,排布顺序为 5′UTR rpeB 间隔区 rpeA 3′UTR .5′非编码区 4 93bp ,rpeB基因 5 34bp ,基因间隔区 1 0 1bp ,rpeA基因 4 95bp ,3′非编码区 6 34bp .在rpeA和rpeB的基因起始密码子上游均存在类似原核核糖体结合的Shine Dalgarno (SD)序列 .在rpeA基因终止密码子下游 1 1 0bp处还存在着一个可能的开放阅读框架 .经检索GenBank发现 ,真核红藻藻红蛋白中尚无有关cDNA序列的报道     

单股正链RNA病毒基因组3′非编码区的高级结构与功能研究进展

单股正链RNA病毒种类繁多,其宿主涉及人、动物、植物,对人畜健康和农业经济生产都有重大的影响.病毒基因组3′UTR内的序列形成茎环、假结、TLS等高级结构,既可以作为顺式元件,又可以结合蛋白质反式因子,对病毒的转录、复制、翻译都有调控作用.简要介绍了单股正链RNA病毒代表种属的3′UTR内高级结构与功能的研究方法、主要进展和存在的问题.     

龙眼生长素应答因子基因克隆及其在体胚中的表达分析

以龙眼胚性愈伤组织为材料,采用RT-PCR结合RACE法克隆生长素应答因子基因(auxin response fac-tor,即DL-ARF1),运用生物信息学方法对序列进行分析,并通过实时荧光定量PCR法研究其在龙眼体细胞胚胎发生过程中的表达。结果表明:DL-ARF1基因的mRNA全长序列为2 695bp(GenBank登录号GQ923778),包含2 046bp开放阅读框,163bp 5′非编码区(5′UTR),486bp 3′非编码区(3′UTR);推定的氨基酸序列含681个氨基酸,与其它植物ARF基因相似性达40%～81%。DL-ARF1基因可能属于转录抑制因子,在龙眼体胚的各阶段均有表达,整个变化趋势呈双峰形,在胚性愈伤Ⅱ(Stage 2)中的表达量最高。     

内部核糖体进入位点研究现状及应用展望

内部核糖体进入位点 (ｉｎｔｅｒｎａｌｒｉｂｏｓｏｍｅｅｎｔｒｙｓｉｔｅ ,ＩＲＥＳ)是最早发现于动物病毒基因组 5′非编码区的一段ＤＮＡ序列 ,它具有不依赖于 5′帽子结构的翻译起始功能。1 .ＩＲＥＳ的发现基因的表达分为转录和翻译两个相互独立但又紧密联系的阶段。正常情况下真核细胞的ｍＲＮＡ前体转录完成后 ,经过剪接、5′端加帽、3′端加尾等修饰过程生成成熟的ｍＲＮＡ。 5′帽子结构除了能使ｍＲＮＡ免遭核酸酶和磷酸酶的攻击 ,在随后的翻译起始中也起到十分重要的作用。核糖体小亚基通过识别ｍＲＮＡ 5′端帽子结构来寻找蛋…     

普通烟草K^＋通道基因NKT4的克隆、序列和表达分析

通过比对拟南芥、胡萝卜、番茄和马铃薯的K+通道氨基酸序列得到了保守序列,设计1对简并引物,利用RT-PCR获得3条490bp的普通烟草K+通道基因中间片段.以其中一条中间片段设计特异性引物,应用RACE方法得到5′末端和3′末端cDNA序列.通过拼接并结合全长克隆及测序验证,获得一个未报道的普通烟草K+通道基因,并将其命名为NKT4(GenBank登录号为FJ233071).NKT4的cDNA全长为2937bp,其中5′非编码区45bp、编码区2679bp、3′非编码区213bp;编码区编码892个AA.构建了一个烟草、拟南芥及相关植物K+通道蛋白的系统进化树.基因表达分析表明,NKT4主要在烟草主根和侧根中表达,在烟草叶中也有少量表达.     

柯萨奇病毒A组16型河南省分离株基因组序列分析

为了解河南省手足口病患者标本中分离柯萨奇A组的16型(CoxAl6)病毒基因组特征,对2010年采集的手足口病患者临床标本406份进行RT-PCR扩增和病毒分离鉴定;通过10对引物分段扩增和拼接CoxAl6分离株基因组序列,利用生物信息学软件对序列分析,构建序列遗传发育树。测序获得河南省CoxAl6分离株HN1162/HN/CHN/2010基因组全长序列7 411bp,5′非编码区(5′UTR)、P1、P2、P3、3′非编码区(3′UTR)区域核苷酸序列与GenBank公布的其它分离株相似性分别为87.0%～97.9%、77.0%～95.4%、80.3%～96.9%、77.9%～96.2%、80.5%～100%;VP1区核苷酸相似性为91.4%～96.4%,氨基酸相似性为99.3%～99.7%;遗传发育树分析表明与我国深圳、广州、福建分离株处于同一分支。河南省手足口病患者标本CoxAl6病毒分离株属于C2基因亚型/B-2基因亚型,对加强该病毒变异检测,预防控制手足口病疫情具有重要意义。     

哈茨木霉β微管蛋白基因的克隆与序列分析

根据哈茨木霉T88菌丝体cDNA文库中的β微管蛋白基因EST序列,采用反向PCR方法以哈茨木霉T88的基因组DNA为模板,扩增得到了1.74kb的β微管蛋白基因编码区、1.5kb的5′非编码区和1.0kb的3′非编码区。哈茨木霉β微管蛋白基因编码446个氨基酸,与其它真菌β微管蛋白基因具有较高的序列同源性。对哈茨木霉β微管蛋白的三维结构进行了同源建模,模建的结果为研究哈茨木霉β微管蛋白自身特性及其与抗微管类杀菌剂的作用机制提供了分子基础。     

NS5B与HCV负链RNA 3′末端特异性结合的分析

NS5B是RNA依赖性RNA聚合酶，在病毒RNA合成过程中起到中心催化酶的作用，在肠杆菌中表达和提纯了GST－NS5B融合蛋白，应用紫外交联试验（UV cross-linking）检测NS5B与丙型肝炎病毒（HCV）负链RNA3′末端的结合，确定NS5B是否参与HCV负链与HCN负链RNA3′末端复制体的形成。NS5B可与HCV负链RNA3′末端发生结合，这种结合存在量效关系， 比与正链RNA3′UTR X区的结合强约10倍，超大量的非同源性RNA和蛋白质不能竞争抑制S5B与负链RNA3′末端的结合，证明这种结合存在特异性。结果提示NS5B是HCV负链RNA3′末端复制体的成分之一。     

3′-poly(A)~-病毒RNA的大分子cDNA的合成和克隆

为了合成3′端无poly(A)的病毒RNA(登革热病毒Ⅱ)的3′区的长的cDNA,我们用RNA连接酶,把3′端被pCp封闭了的poly(A)<50bp连在病毒RNA的3′端,构成一个病毒RNA-poly(A)-pCp型模板,可用oligo(dT_(10-12))作引物,再用Watson和Jackson(1985)的RNase H代替硷降解法来合成cDNA。结果获得了≥5kb的cDNA。重组克隆的鉴定证明这个大分子cDNA确是病毒RNA 3′区的拷贝。这将有利于对这类RNA病毒基因组的结构-功能分析和对病毒cDNA拷贝的感染性的研究。     

登革2型型内嵌合病毒全长cDNA克隆的构建

运用OL－PCR（Overlap PCR)方法,扩增出D2－04和D2－MON501结构蛋白区、5′非编码区等域的嵌合片段,以此片段替换pDVWS501质粒中的相应部分后,转化DH5α菌。测序结果表明,已成功构建含有D2－04株完整的PrM和E基因、一部分C基因,及D2－MON501株非编码区、非结构蛋白区和大部分C基因的嵌合病毒全长cDNA（QH－04／MON501）克隆。为进一步研究登革2型病毒结构蛋白区对毒力的影响打下基础。