在过去的几十年里,全球面临了多次新发再发传染病的爆发,这对全球健康和全球的经济造成了严重的威胁,严重危害人类的健康。而大部分的新发再发传染病的病原体都是虫媒病毒,例如西尼罗病毒、登革热病毒、布尼亚病毒、寨卡病毒和非洲猪瘟病毒等,都对全球的公共卫生产生了重大的影响,这就需要我们针对感染进行快速干预及预防和治疗。近几年,我国新发再发传染病多以虫媒病毒为主包括寨卡病毒和非洲猪瘟病毒,虫媒病毒作为新发再发传染病的重要组成部分,严重威胁了人民的生命安全和身体健康,防控形势日益严峻。显然我们需要多方面的技术方法来应对新发再发传染病的出现,包括跨学科以及跨生物尺度的整合。从分子到病原体到生态系统的不同层面的研究能够令我们有更多的机会应对疫情和疾病大流行的威胁。病毒需要对其基因组进行复制来完成其生命周期,从而产生新的病毒粒子。因此进入宿主细胞后如何调节基因组的复制与转录过程至关重要。利用各种方法从不同层面研究病毒的复制与转录过程,将成为预防相关病毒性疾病的重要理论依据。本论文基于贝叶斯-马科夫链的分子进化方法对再发传染病寨卡病毒NS5基因进行分子进化分析,同时应用X射线衍射方法解析了非洲猪瘟病毒D250R蛋白的三维结构,从而将病毒学与生物信息学进行交叉结合,以一个新视角了解病毒的生命活动。第一部分寨卡病毒NS5基因的分子进化研究寨卡病毒是一种在全球流行的传染性疾病,表现为头痛、发热,孕妇感染者会导致新生儿的小头畸形症状。目前感染病毒后并没有相应的特异性治疗方法。该病毒在1947年第一次被发现,在2015年的巴西出现了很多小头畸形的新生儿,引起了世界卫生组织的高度重视。由于目前测序技术的发展,在分子层面对病毒的研究不断深入,促使生物信息学技术快速的发展,采用大数据计算的方法来分析生物学相关的问题成为了一种新的流行趋势。通过贝叶斯方法来构建最大可信分枝树可以获得更加准确、高效的结果。该方法是通过选定最合适的核苷酸替代模型来使结果更加精确,同时通过计算数据的后验概率来进一步标准化数据。因为贝叶斯方法的各种优势,目前该种方法已经被广泛应用于各种病毒的分析中。在寨卡病毒中,我们选择了相对保守的基因对其进行进化上的分析。由于寨卡病毒在2015年的又一次爆发,探究其新一轮爆发的遗传特征、进化趋势显得尤为重要。本研究中,在Genbank数据库中一共收集到了108株寨卡病毒NS5基因的全长核苷酸和氨基酸序列,通过序列比对、饱和度检测、重组分析、模型的选择等分析后,将处理好的序列通过软件中的贝叶斯方法构建最大可信分枝树,并对种群的有效数目进行分析。同时,针对这些序列,对其潜在的糖基化修饰位点进行预测,试图挖掘潜在的修饰位点。经过分析,发现这108株寨卡病毒NS5基因的核苷酸相似性为95.4%-100%,糖基化修饰位点的预测并未发现特殊的修饰位点。根据构建得到的进化树分析表明,1947年到2017年间的寨卡病毒共分为非洲型和亚洲型两个基因型。其种群动态曲线显示在2015年间有先下降后上升的趋势。编码NS5基因的三位密码子突变率为0.3695、0.1596及2.4709。说明,NS5基因在寨卡病毒传播过程中相对保守。第二部分非洲猪瘟病毒D250R蛋白结构研究非洲猪瘟病毒是非洲猪瘟科下仅有的种,其传染性和死亡率非常高,家猪感染病毒后十天之内的死亡率能够接近100%。我国于2018年8月首次发现了非洲猪瘟病例。由于目前还没有针对该种病毒的特效疫苗和特异性治疗药物,该种病毒的传播对全球的养猪产业均造成了严重的影响。非洲猪瘟病毒是一种大型二十面体DNA病毒,基因组的长度为170kb-190kb不等,能够编码150-200种蛋白。目前针对非洲猪瘟病毒编码蛋白的功能和结构研究较少,而已有研究证明D250R基因编码的蛋白质具有脱帽酶的功能,它可以识别m RNA,并降解其帽子结构,影响蛋白质的翻译,在已有的研究中还未发现病毒的基因组中有其他同样功能的蛋白质,因此解析其三维结构,对进一步了解其酶活功能的分子机制十分重要。在本研究中,将D250R基因克隆到表达载体p ET-15b中,利用大肠杆菌表达系统对蛋白进行大量的表达。采用镍柱亲和层析和凝胶过滤层析获得纯度高、性质均一的蛋白样品。在选择坐滴法对蛋白质晶体的生长条件进行优化和筛选后,最终通过坐滴法在16℃,0.1 M Sodium cacodylate p H 5.6,14.5%w/v PEG 4000的条件下获得了可以衍射的蛋白质单晶,通过单波长反常散射法解析了D250R蛋白的三维结构。从结构中可以看出该蛋白包含11个α螺旋和7个β折叠。同时表明D250R在结构上主要分为N端结构域、Nudix Motif和C端结构域。其Nudix Motif由23个氨基酸残基构成,位于C端结构域附近。同时根据结构的表面静电势推测出该蛋白的两个RNA结合面,为接下来的功能研究提供了结构上的基础。