登革2型病毒基因组3’非编码区对翻译的调控作用

来源 :中国人民解放军军事医学科学院 | 被引量 : 2次 | 上传用户:manhong85
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
登革病毒(DEN)为黄病毒科黄病毒属(Flavivirus)的重要成员,包括4个血清型,可引起人类登革热(DF)、登革出血热(DHF)和登革休克综合征(DSS)。其基因组为长约11kb的单股正链RNA,包括5′非编码区(untranslated region,UTR)、单一开放读码框(ORF)和3′非编码区。其ORF编码3种结构蛋白(C, prM和E)和7种非结构蛋白(NS)。5′和3′非编码区分别长约100与450个碱基,包括调控病毒复制与翻译的几个保守序列元件和二级结构。3′非编码区依次包含5个RNA元件(5′→3′):可变区(VR)、串联的重复保守序列(RCS)2、保守序列CS2、CS1和茎环结构SL。病毒基因组复制与翻译是病毒增殖的关键阶段,目前对于黄病毒复制与翻译的确切机制仍不清楚。登革病毒非编码区在病毒的复制和翻译中起重要作用,尤其是3′非编码区既可以起始RNA复制,又参与病毒的翻译。因此,探讨登革病毒3′非编码区在复制与翻译中的确切机制对于阐明病毒的致病机理具有重要意义。为此,本研究在分析登革病毒基因组结构的基础上,选择3′非编码区的保守序列和二级结构为研究对象,通过构建病毒诱导的报告基因系统(VIRG)及可裂解RNA的脱氧核酶(DRz),探讨3′非编码区不同序列及不同RNA元件对病毒翻译的可能调控机制,为深入研究登革病毒致病机理奠定基础。研究内容主要包括以下三个部分。一、登革2型病毒基因组非编码区诱导的报告基因系统(VIRG)的构建及鉴定为了构建研究登革病毒3′非编码区调控翻译的表达系统,我们将登革2型病毒非编码区与荧光素酶基因相连构建病毒诱导的报告基因(VIRG)。根据萤火虫荧光素酶与海肾荧光素酶具有不同的化学结构和底物要求及相同的反应条件,本研究分别将其与登革病毒非编码区相连,经体外转录、转染BHK-21细胞等操作过程,在同一样品中同时测定两个报告基因,以其中一个作为内对照,从而使检测结果避免了每次实验操作间的误差带来的干扰。在BHK细胞表达的报告基因,经WB分析具有萤火虫荧光素酶表达的特异性,与荧光素酶的活性检测的结果表明,本研究构建的萤火虫荧光素酶报告基因及内对照系统可在BHK细胞进行高效、稳定表达,实验具有良好的重复性,为下一步探讨3′非编码区翻译效率提供了平台。二、登革2型病毒基因组3′非编码区对翻译的调控作用利用VIRG系统,我们确定了登革病毒3′非编码区中RCS2-CS2对翻译的促进、CS1-SL序列对翻译的抑制作用。完全缺失3′非编码区的报告基因v-3′ΔUTR,几乎检测不到VIRG的翻译信号,说明3′非编码区序列参与了报告基因的翻译调控。含有3′非编码区VR序列而缺失其余序列的VIRG(v-VR,与含有全长3′非编码区的VIRG(v-3′UTR)翻译效率一致,表明VR序列对于报告基因的翻译具有重要作用。由于登革病毒3′末端不含多聚腺苷酸尾,我们设计了含有poly(A)尾的报告基因,发现VR序列与其翻译效率相似。说明VR序列可能具有与poly(A)相似的作用,增加mRNA稳定性或促进核糖体定位。另外,可与5′非编码区序列互补发生环化的CS1-SL序列比重复保守序列RCS2-CS2的翻译效率降低,说明对于基因组复制至关重要的环化序列并非翻译所必需的,而且mRNA环化可能阻止了5′末端与核糖体结合,降低了翻译效率。为了进一步探讨登革病毒3′非编码区不同长度序列对翻译的作用,我们设计筛选出5个在细胞外可裂解3′非编码区RNA的脱氧核酶(DRz),并对其中一个DRz15进行特异性分析。发现随时间延长,靶片段3′非编码区RNA逐渐减少而裂解产生的子片段逐渐增多,说明利用脱氧核酶可获得3′非编码区不同长度的序列。在此基础上,我们研究了在BHK细胞内脱氧核酶裂解报告基因产生含有3′非编码区不同长度序列的VIRG对翻译的影响,表明在细胞内利用脱氧核酶可获得含有不同长度3′非编码区的报告基因,为在细胞内登革2型病毒上研究其翻译调控提供了可能。最终,利用脱氧核酶在细胞内裂解登革病毒3′非编码区产生含有3′非编码区不同长度序列的登革病毒基因组,通过观察基因组翻译的结果,明确了其对病毒早期翻译的影响。这些结果表明登革病毒3′非编码区参与了翻译过程,而且CS1-SL序列起下调病毒翻译效率的作用。三、登革2型病毒3′非编码区不同元件对翻译的调控作用在3′非编码区不同长度序列对翻译具有调控作用的研究基础上,我们深入探讨了不同元件对翻译的影响。本研究通过构建含有3′非编码区不同单一元件的VIRG以及缺失不同元件的VIRG,发现RCS2、CS2元件具有上调报告基因翻译效率的作用,而CS1、SL元件具有下调作用。为了排除报告基因mRNA被降解所造成的差异,我们采用RT-PCR和实时荧光定量RT-PCR分析了mRNA半衰期,结果表明翻译效率的差异与mRNA稳定性无关。对较为重要的SL元件,我们通过碱基突变破坏其二级茎环结构,构建了突变体与恢复突变体VIRG,发现SL对翻译效率起下调作用的关键是其与5′非编码区互补的碱基序列,而不是二级茎环结构。总之,在病毒非编码区诱导的报告基因VIRG基础上,我们首次系统地研究了登革2型病毒3′非编码区、不同长度序列及不同元件对翻译的调控作用。发现登革病毒3′非编码区参与了翻译调控, RCS2-CS2序列可提高翻译效率,而CS1-SL序列可抑制翻译;RCS2、CS2元件可上调翻译,CS1、SL元件可下调翻译;SL下调翻译的作用与其互补序列有关。这为阐明3′非编码区调控翻译的分子机制奠定了坚实的基础,对于研究登革病毒的致病机制具有重要意义。
其他文献
目的:探讨信号转导及转录激活蛋白4(signal transducer and activator of transcription 4,STAT4)在细菌表面分子脂多糖(LPS)所致急性肺损伤(ALI)中的作用及可能机制。方法:建立STAT4
人乳头瘤病毒(human papillomavirus,HPV)是重要的性传播因子,可引起人皮肤粘膜的增生性疾病及恶性肿瘤。根据HPV与良恶性病变的关系分为低危组和高危组。HPV16是高危组最重要
人LAK细胞(lymphocyte-activated killer cells,淋巴因子激活的杀伤细胞)/NK细胞、CTL细胞被认为是机体抗瘤细胞系统和抗胞内微生物感染的主要免疫细胞群体。LAK中存在多种具有
期刊
基于有限元分析软件MARC平台建立汽车桥壳胀形三维有限元模型,采用理论分析、计算机数值模拟和物理实验相结合的方法研究桥壳机械式胀形工艺。对该工艺坯料变形区的受力状态,及
经济发达地区的基础设施建设频繁,地形地貌变化迅速,在天然气管道保护工作中需要使用更新及时的地图。但是国家要求对带精确坐标的地图必须进行脱密处理后使用,耗时的脱密过
游走云南的日子,我很荣幸地结识了基诺族的第一个女大学生--王建英大姐。基诺族是中国的第五十六个民族,解放后,这个民族从"原始社会末期的共产主义形态直接过渡到社会主义社
目的:探讨micro-CT对急性肺结核小鼠动态演变过程的监测价值。方法:用滴鼻法建立急性感染C57BL/6J小鼠肺结核模型,设为实验组,同时设立对照组。两组分别在实验组滴鼻后第1、4、
一、引言2013年9月和10月,国家主席习近平在出访中亚和东南亚国家期间,先后提出共建“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”(简称“一带一路”)的重大倡议,得到国际社会
【摘 要】近年来,给排水科学与工程专业创新人才培养问题得到了业内的广泛关注,研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述,分析了给排水科学与工程专业创新人才培养模式的建立,并结合相关实践经验,分别从建立课题小组等多个角度与方面,提出了给排水科学与工程专业创新人才培养的实施措施,阐述了个人对此的几点看法与认识,望有助于相关工作的实践。  【关键词】给排水科学与工程专业;创新人才;培养模式