四种水稻蛋白与水稻黑条矮缩病毒编码非结构蛋白P7-2的互作分析

水稻黑条矮缩病毒(RBSDV)是斐济病毒属的成员之一,可侵染玉米和水稻等作物,给亚洲地区的田间生产带来严重的损失。RBSDV有10条双链RNA(double strand RNA,dsRNA)基因组,编码12个蛋白。其中6个蛋白是病毒粒子的结构成分(P1,P2,P3,P4,P8,P10),6个非结构蛋白分别为P5,P6,P7-1,P7-2,P9-1,P9-2。在非结构蛋白中,P5,P6和P9-1已被证实参与形成毒质结构,P7-1被认为可在细胞质中形成类似管状的结构作为病毒胞间扩散的通道,P7-2和P9-2的功能目前尚不明确。文章采用Pull-Down和液相色谱—质谱联用(LC-MS/MS)等技术来鉴定水稻蛋白(日本晴)与P7-2蛋白间可能存在的互作关系。通过Pull-Down实验分析,发现有4种水稻蛋白可与P7-2相结合,其中2个蛋白为转录相关蛋白,1个为氨基转移酶,还有1个为假定的分子伴侣60前体。实时荧光定量PCR分析显示,感病寄主中的转录相关蛋白和假定的分子伴侣60前体的表达量上调,而氨基转移酶的表达量降低。

病毒诱导的基因沉默在茄科植物基因功能研究中的应用进展

茄科植物中有许多重要的经济与药用植物,随着茄科植物基因组测序工作的陆续完成,急需对基因组中大量功能未知基因的生物学功能进行鉴定。病毒诱导的基因沉默(VIGS)是近20 a发展起来的一种研究植物基因功能的高效反向遗传学技术,在总结VIGS作用原理、VIGS载体开发和改良研究现状的基础上,就近年来VIGS在茄科植物品质性状、生长发育、植物-病原真菌互作以及代谢产物生物合成和调控相关重要基因功能分析等方面的国内外研究进展进行了综述,并讨论了VIGS技术应用于茄科植物存在的问题和前景展望。

人类肠道病毒的研究进展

自1908年脊髓灰质炎病毒被鉴定以来,已发现超百种肠道病毒致病血清型,可引起手足口病、新生儿败血症样疾病、无菌性脑炎、急性弛缓性脊髓炎、呼吸系统疾病、急性出血性结膜炎等多种疾病。近年来,诸如EV-A71和EVD68等肠道病毒趋于全球化周期性流行,已成为公共卫生领域不可忽视的重要挑战之一。然而,当前针对肠道病毒的防控手段仍然非常有限,迫切需要深入探究肠道病毒致病的分子机制,为开发高效、安全、广谱的抗肠道病毒药物提供新靶点与新思路。本文通过对肠道病毒的分类、流行病学、结构、生命周期、病毒蛋白与宿主因子相互作用、并发症致病机制与临床治疗以及动物感染模型的确立与应用等方面进行系统的综述,旨在为肠道病毒防治提供理论参考依据,为肠道病毒的药物研发与疫苗储备库建设提供新的思路。

细胞代谢在病毒与宿主互作中的作用

细胞代谢是生命的基本特征之一,宿主代谢状态与病毒感染过程及结局密切相关。一方面,病毒可以利用宿主细胞中的代谢产物完成生命周期,当病毒颗粒吸附到易感细胞表面并进入细胞后,宿主细胞合成的一系列生物分子参与病毒在细胞内运输过程,使病毒完成其复制周期,并感染更多的细胞;另一方面,代谢反应与代谢物可以在病毒感染的各个阶段调控宿主抗病毒反应,从而影响病毒感染的结局。因此,细胞代谢是影响病毒感染及宿主抗病毒应答的关键。本文将分别从病毒在生物体内复制周期的6个阶段阐述细胞代谢在病毒与宿主互作中的作用。

MicroRNA在杆状病毒侵染过程中的功能研究进展

MicroRNA(miRNA)是一类由内源基因编码的非编码RNA,约22 nt,是基因表达的关键调节因子,参与生物体中一系列重要的生物学过程。大多数DNA病毒编码miRNA,包括杆状病毒。杆状病毒由双链环状DNA组成,能特异性感染鳞翅目、膜翅目和双翅目等昆虫,在农业害虫防治和生物学研究中广泛应用。介绍了miRNA的生物合成和作用机制,并综述了杆状病毒感染宿主后病毒和昆虫宿主编码的miRNA以及其在杆状病毒侵染过程中的功能,为杆状病毒杀虫剂的研发和应用提供理论依据。

死亡结构域相关蛋白(Daxx)的研究进展

病毒对宿主的感染能力,以及宿主对病毒感染的抵抗能力取决于病毒和宿主的相互作用。内在性免疫是宿主细胞抵抗病毒感染的重要方式之一。死亡结构域相关蛋白(death domain-associated protein,Daxx)最初是作为Fas死亡结构域(death domain of Fas,FasD D)的相互作用蛋白和具有调控凋亡信号途径的功能分子被鉴定的。近年来,Daxx在宿主细胞抵抗病毒感染过程中的功能研究极为活跃。文章从Daxx的分子特性、Daxx与病毒蛋白的互作机制等方面综述了Daxx的研究进展。

噬藻体感染相关基因的研究进展

噬藻体是感染蓝细菌(蓝藻)的病毒,能调控蓝细菌种群的丰度和多样性,在许多水生生态系统的食物网动态变化和生物地球化学循环中起关键作用。噬藻体与宿主细胞发生各种相互作用,包括吸附、入侵和复制,参与感染过程,从而完成噬藻体的生命周期。本文在综述噬藻体生命周期与基因组结构相互关联的基础上,重点介绍噬藻体与宿主蓝细菌相互作用的蛋白,如噬藻体吸附蛋白、内肽酶、穿孔素、DNA聚合酶、藻胆体降解蛋白A(NblA)、毒力因子、抗CRISPR蛋白(Acr)和小分子热休克蛋白等,分析它们的分子特性,阐述它们在噬藻体感染蓝细菌以及噬藻体-蓝细菌相互作用的分子机制。为了更好地认识驱动不同噬藻体与宿主及水生环境相互作用的策略、感染效率及生态学影响,本文不仅对这些与噬藻体感染相关的重要基因研究动态进行综述与讨论,还在了解噬藻体丰富的多样性和复杂性的基础上,提出应用新技术对噬藻体感染相关基因的功能进行广泛研究,以期扩展全球水生病毒数据库,进一步认识噬藻体与宿主的相互作用机理。

昆虫miRNA研究进展

微小RNA(microRNA,miRNA)广泛存在于不同的生物体内,是一类长度为19~24 nt的内源性单链非编码小RNA,主要通过其种子区域与靶基因的开放阅读框(open reading frame,ORF)和3′非翻译区(untranslated region,UTR)进行结合,进而在转录后水平调控基因表达,miRNA在细胞分化、增殖、凋亡等多种生物学过程中均起着重要作用。随着miRNA逐渐成为生命科学研究的热点,其在昆虫中的研究也不断深入并取得了较大进展,高通量测序技术以及生物信息学的发展加快了各个物种中miRNA的鉴定,为后续miRNA相关研究提供了理论基础。直接克隆、生物信息学预测以及高通量测序都可以对不同物种中的miRNA进行鉴定,并通过miRNA基因芯片分析、Northern blot及实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测miRNA表达水平,对其进行抑制表达或过表达可以进一步揭示miRNA的生物功能。miRNA通过参与蜕皮激素通路及调节蜕皮激素受体、性别分化、翅发育、脂质代谢和卵巢发育等相关基因的表达对昆虫的生长发育和生殖过程产生重要影响。某些昆虫的昼夜节律、记忆形成、学习能力等行为过程也不乏miRNA参与。在病毒与昆虫互作过程中,一些病毒编码的miRNA通过调节宿主基因表达,干扰宿主昆虫对病毒的免疫反应,而昆虫编码的miRNA则可以影响病毒复制。昆虫miRNA也可以通过调节自身免疫相关基因的表达,影响其先天免疫功能,在昆虫对外源病原物的免疫反应中发挥重要作用。此外,昆虫miRNA通过负向调控解毒相关基因的表达而形成或增强杀虫剂抗性,改变对农药的敏感性,在昆虫抗药性中发挥作用。本综述为进一步了解昆虫miRNA提供了理论基础,也为其在害虫综合治理中的应用提供依据。

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.

蓝舌病病毒抗宿主干扰素免疫应答机制研究进展

蓝舌病病毒(bluetongue virus,BTV)常通过媒介昆虫库蠓叮咬感染绵羊、牛、鹿等,引起家养及野生反刍动物蓝舌病(bluetongue,BT)。目前BT在全球亚热带甚至温带地区广泛分布,严重威胁世界畜牧业发展及国际贸易。本文介绍了BTV结构及其细胞侵入过程,并对宿主细胞抗BTV免疫应答以及BTV非结构蛋白NS3、NS4和结构蛋白VP3、VP4等拮抗宿主细胞天然免疫应答机制进行综述,为深入了解BTV拮抗宿主细胞干扰素(interferon,IFN)免疫应答的分子机制及研究BTV致病机制和新型疫苗提供了参考。

猪粪便污染特异性分子标记筛选及其PCR检测方法的建立

肠道微生物群落在与其宿主长期协同进化过程中会形成大量的宿主-肠道微生物互作基因,这些互作基因具有一定的宿主肠道微生物特异性,利用其设计分子标记能有效识别粪便污染源.本研究首次利用竞争性杂交的方法富集猪粪便特异性基因,从中筛选出具有猪粪便特异性的基因片段,以此设计引物并建立相应的PCR检测方法,并对采集样进行应用调查.竞争性杂交富集的猪粪便特异性基因文库以拟杆菌群(Bacteroidetes)(43.2%)和梭状杆菌群(Clostridia)(19.5%)相似序列为主,其蛋白功能主要分为3大类:与信息贮存与加工有关(7.6%),与细胞加工及信息传导有关(12.8%)以及与代谢有关(22.0%).进一步针对功能蛋白序列筛选宿主粪便特异性分子标记.分析表明序列3-53-2对应引物可作为猪粪便污染的特异性分子标记,针对其建立的常规PCR方法对粪便DNA的检出限可低至0.01 ng·μL-1,且对实际样品具有较高的应用灵敏性(97%)和特异性.进一步对可能受污染水样进行猪粪便污染特异性检测,结果显示不同地区的阳性检出率高达75%~100%,证明了此方法的有效性,可为研究微生物示踪技术在非点源污染方面的应用提供一定的基础数据.