禽流感与猪流感病毒：跨越物种传播的新认识

今年在墨西哥暴发的流感疫情来源于一种新的流感病毒:甲型H1N1病毒.这种病毒包括人源,禽源和猪源等甲型流感病毒基因片段,为混合毒株.比较了禽、猪和人的流感病毒在其天然宿主中的致病机理,主要目的是评估猪和禽的流感病毒成为人兽共患病的可能性,同时还评估猪在禽流感病毒传入人的过程中可能起到的作用.禽流感和猪流感作为人畜共患疾病,在流感病毒从动物到人的传播过程中起到关键的作用.猪作为流感病毒的中间宿主,具有混合器作用,人、猪、禽流感病毒可在其体内进行基因重排产生新病毒,并可能跨越种间屏障感染人类.但是流感病毒本身的跨越种间障碍传播不足以引起人流感的大暴发,动物流感病毒必须经过显著的遗传变异后才能使其在人群中长期存在.

2种家养动物朊蛋白基因的扩增与分析

采用PCR方法扩增了云南矮马和北京油鸡的PrP^C基因，并进行序列测定，结合已发表种属朊病毒基因序列，运用分子生物学软件进行同源性分析。结果表明，云南矮马PrP^C基因与已报道的马PrP^C基因比较，其同源性达99％，氨基酸同源性达100％。与牛PrP^C基因比较，同源性达89％，氨基酸同源性达91％。北京油鸡PrP^C基因与鸡的已知序列比较，同源性达99％；与鸭、鸽、鹌鹑的已知序列比较，同源性94％～97％。其翻译的氨基酸序列与鸡的已知序列比较，同源性达99％，与鸭、鸽、鹌鹑比较，氨基酸同源性88％～99％。从本试验结果来看，云南矮马PrP^C基因与牛的PrP^C基因同源性较远，因此感染牛源朊病毒的风险较小，禽类与哺乳动物PrP^C氨基酸属于2个不同的进化分支，因此哺乳动物海绵状脑病不易传染给禽类或引起朊蛋白构型上的改变。这些结果可为海绵状脑病种间屏障补充详细的数据，也为制定相关预防控制措施提供了一些理论依据。

偶蹄动物朊蛋白基因变异性和其系统发生关系分析

目的为明了偶蹄动物PrP基因的结构特征及其变异与结构、功能和朊粒病传染种间屏障的关系以及系统发生关系;方法利用DNAstar和Clustalx程序及treev32软件进行了22种偶蹄动物的43个完整PrP基因序列的同源性分析、多重排比和进化树构建;结果不同种属偶蹄动物的PrP基因完整ORF大小有所差异,范围为768～795bp,可编码255～264个氨基酸的朊蛋白。核苷酸和氨基酸序列的同源性,偶蹄动物间≥88.6%和≥93.3%,反刍动物间≥95.4%和≥96.5%。共发现40个点突变和2个突变区。在N-端柔韧无序“尾”区(25～135)以八肽重复缺失为主,球形结构域区(136～241)以点突变为主,点突变主要簇聚在S1β-折叠前的柔韧无规卷曲区的C-端部分和HCα-螺旋内。氨基酸104～135区和球形结构域区存在有8个高突变位点。已知PrP肽基元和功能位点如芳烃回文序列基元、2个N-连接糖基化位点、2个苏氨酸磷酸化位点、1个酪氨酸硫化位点、形成二硫键的2个半胱氨酸以及GPI锚锚着点丝氨酸为偶蹄动物所共有,各种间变异体的各结构模式非常一致。进化关系分析,可将偶蹄动物PrP基因区分为3大类,反刍动物PrP基因分为3小类。令人意外的是,2个双峰驼PrP基因的进化关系与牛属动物基因同源。结论偶蹄动物的PrP基因是一个保守基因,氨基酸104～135区和球形结构域区内的8个高突变位点可能是影响分子间相互作用、形成朊粒病传染种间屏障的主要位点,物种间各氨基酸变异并不影响PrP的主要结构和功能。

蒙原羚朊蛋白基因的序列分析和多态性研究

传染性海绵状脑病(TSE)是发生于人和动物神经系统的退行性疾病,影响着人类的健康及动物福利。朊蛋白基因的ORF氨基酸的多态性(Prnp)与TSE的潜伏期、遗传易感性及种间屏障有关。在本研究中,首次对蒙原羚(Procapra gutturosa)朊蛋白基因的ORF进行全序列分析和多态性研究。研究结果发现,26只蒙原羚Prnp高度同源,与汤氏瞪羚(Eudorcas thomsonii)、印度羚(Antilope cervicapra)、牛(Bos taurus)的SNP的同源性较近,分别为100%、100%和98.5%,然而,斑纹角马(Connochaetes taurinus)、欧洲狍(Capreolus capreolus)和绵羊(Ovis aries)与八肽重复区的缺失相关,蒙原羚与它们的同源性分别为99.3%、99.3%和98.9%。蒙原羚在6个位点发生氨基酸的置换分别为119(N→S),143(S→G),160(Y→H),172(V→A),182(N→S)和221(V→A)。在N端的R5(87-94)缺失1个八肽重复区。蒙原羚Prnp序列的特殊性可能影响分子间的相互作用和TSE种间屏障起关键的作用。

二次绿色革命

60年代中期,在发展中国家掀起一次"绿色革命",其核心是推广优良品种,提高小麦、水稻等农作物的单位产量。由于这次革命,印度由粮食进口国变为出口国,菲律宾实现大米自给。1990年世界粮食理事会第16次部长会议,提出在发展中国家掀起第二次绿色革命,扩大生物技术的研究与应用,推广细胞工程,开展基因革命。其核心是通过人工操作基因,打破种间屏障,超越孟德尔极限,按照人们的意愿,创造出优质、高产、抗逆的动植物新品种,大幅度增加粮食产量,发展新的畜牧业、养殖业,增加肉食品供应。

武威驴PrP基因序列与结构特征的分析

以武威驴朊蛋白(PrP)基因序列与结构特征分析为基础,通过比对找到奇蹄动物与偶蹄动物之间PrP基因的差异,探究朊病毒病在奇蹄动物与偶蹄动物之间传播的种间屏障及其形成机制。分别从8头武威驴全血中提取基因组总DNA,用设计的特异性引物以聚合酶链反应扩增出细胞型朊蛋白基因(PrPC),并将其克隆到pGEM-T Easy载体。测序之后使用生物信息学方法与软件进行相关分析。序列测定分析表明,所克隆的武威驴PrP基因片段的大小为768bp,包含了驴PrP基因的完整编码区序列,为包含在单一外显子内的完整开放阅读框。本次克隆的武威驴PrP基因含5个短而富含G-C的元件,可编码九肽/八肽PQGGGGWGQ/PHGGGWGQ重复子。8个驴PrP基因之间核苷酸序列和推导的氨基酸序列的同源性分别介于99.2%~99.8%和98.4%~100%之间。武威驴与西吉驴、马之间PrP基因序列的同源性分别为99.2%和98.7%,与牛、绵羊、马之间PrP基因C端约100个残基区域的三级结构的相似性分别为91.84%、92.04%和97.35%。结果表明,奇蹄动物与偶蹄动物之间PrP基因存在明显的差异与进化分歧。