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2015年30卷6期

Phage display is a method for the study of protein- or peptide-biological molecule interactions that utilize bacteriophages to connect peptides with the genetic information that encodes them. The filamentous bacteriophage M13, which can be functionalized by genetic engineering and chemical conjugation of its exterior surface coat proteins, has been applied as a biological scaffold in biomaterials, imaging, biocatalysis, and drug delivery. In this issue, a research group lead by Dr. Xiaosheng Liang, reports an engineered tyrosinedisplaying M13 phage that can aggregate under a wide range of concentration of ferric and ferrous ions. This engineered phage could be used as a probe for detection of ferric or ferrous ions without complicated instruments or reagents. The cover image shows the filamentous tyrosine-displaying phages aggregated side by side after incubation with Fe3+ and Fe2+. See page 410- 416 for details.

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Review

RNA病毒编码的RNA分子伴侣蛋白

杨洁, 夏鸿杰, 钱齐, 周溪*

2015, 30(6): 401 doi: 10.1007/s12250-015-3676-2

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RNA是一类多功能大分子,而其功能的正常发挥需要依赖其正确的三级结构的形成。但是由于其结构的高度可变性,正确的RNA折叠是很具有挑战性的。因此,细胞和病毒编码了多种RNA重构蛋白,包括解旋酶和RNA分子伴侣。在RNA病毒中,这些蛋白被认为参与了病毒生命周期的所有过程中。RNA解旋酶已经进行了几十年的深入研究,而RNA分子伴侣蛋白,特别是病毒编码的RNA分子伴侣却被忽视。这篇综述描述了特别是近几年鉴定分析的一些RNA病毒编码的RNA分子伴侣活性,以及这些RNA分子伴侣蛋白在病毒生命周期中的作用。
Research Article

噬菌体表面酪氨酸展示用于铁及亚铁离子的检测

郭小华#, 牛春城#, 吴云华, 梁晓声*

2015, 30(6): 410 doi: 10.1007/s12250-015-3651-y

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为了为发酵工厂建立一种不依赖仪器铁及亚铁离子检测方法,本研究建立了一种基于酪氨酸展示噬菌体的噬菌体传感技术。通过在噬菌体主要衣壳蛋白P8上插入一段含酪氨酸的短肽,得到了酪氨酸展示的噬菌体。酪氨酸上的酚羟基可与铁及亚铁离子发生特异性的螯合反应,因而设计酪氨酸展示噬菌体来探索其对铁离子检测的可能性。对该噬菌体的电子显微镜表征发现铁及亚铁离子可致噬菌体聚集,该聚集状态的噬菌体感染力下降。噬菌体感染力下降程度在一定范围内与铁及亚铁离子浓度成正比。本研究利用该噬菌体感染力与铁及亚铁离子浓度的关联进行了铁及亚铁离子的检测。对于铁离子,噬菌体的感染率相对下降量与铁离子浓度的对数在200 nM 到 8 μM线性相关,检测限为58 nM;对于亚铁离子,噬菌体的感染率相对下降量与铁离子浓度的对数在800 nM 到 8 μM线性相关,检测限为641.7 nM。本方法对铁及亚铁离子具有高度特异性, 同等剂量的Ni2+, Pb2+, Zn2+, Mn2+, Co2+, Ca2+, Cu2+, Cr3+, Ba2+, 及 K+等离子无显著噬菌体感染力抑制效应。

一株稻纵卷叶螟颗粒体病毒的基因组测序及分析

张珊, 朱铮, 孙士锋, 陈其津, 邓菲, 杨凯

2015, 30(6): 417 doi: 10.1007/s12250-015-3658-4

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稻纵卷叶螟(Cnaphalocrocis medinalis)属于鳞翅目螟蛾科昆虫,是一种水稻迁飞性害虫。稻纵卷叶螟颗粒体病毒(C. medinalis granulovirus,CnmeGV)是从稻纵卷叶螟体内分离的一株杆状病毒。本文通过Roche 454 GS FLX测序平台对该稻纵卷叶螟颗粒体病毒进行了全基因组序列测定,并运用Roche GS De Novo组装软件进行序列分析。CnmeGV的基因组是双链环状DNA,大小为111,246 nt,A+T含量为64.8%。共编码118个开放阅读框(open reading frames,ORFs),其中包括37个保守的杆状病毒核心基因、13个CnmeGV特异性基因、26个鳞翅目杆状病毒基因和42个共有的基因。CnmeGV基因组与其余已测序GV的主要区别在于,CnmeGV基因组中一段23 kb和一段17kb的片段发生倒置;没有典型的同源重复序列(hr)存在,只有一段non-hr类似序列。没有发现对宿主液化有重要作用的Chitinase 和 cathepsin基因,这也解释了为什么被此病毒感染的昆虫不表现典型的液化现象。基于37个杆状病毒的核心基因构建的系统进化树分析表明,CnmeGV与Adoxophyes orana granulovirus(AdorGV)亲缘关系较近。CnmeGV基因组序列解析将对其基因功能研究及其作为生物杀虫剂的研制具有重要意义。

大卫鼠耳蝠干扰素β的克隆、表达和抗病毒活性检测

梁英子, 吴利军, 张倩, 周鹏, 王媚娘, 杨兴娄, 葛行义, 王林发, 石正丽

2015, 30(6): 425 doi: 10.1007/s12250-015-3668-2

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蝙蝠是多种病毒的自然宿主,其中一些病毒是人畜新发传染病的病原。然而自然携带或人工感染病毒的蝙蝠并不表现出临床症状,其中机制未知。近期对两种蝙蝠基因组序列分析结果提示,蝙蝠可能具有一些独特的先天性免疫机制。本论文在前期研究基础上,用定量PCR技术分析病毒感染后蝙蝠干扰素及其诱导基因的应答水平;表达鼠耳蝠Ⅰ型干扰素和干扰素诱导蛋白,测试蝙蝠干扰素在不同来源的细胞中对病毒的抑制作用,试图初步了解病毒诱导的蝙蝠先天性免疫应答机制。

Twortlikevirus 葡萄球菌噬菌体的末端特性研究

张湘莉兰, 康怀兴, 李玉元, 刘晓东, 杨毓, 李莎莎, 裴光倩, 孙强, 舒鹏, 米志强, 黄勇, 张志毅, 刘艳楠, 安小平, 徐晓陆, 童贻刚

2015, 30(6): 433 doi: 10.1007/s12250-015-3643-y

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耐甲氧苯青霉素的金黄色葡萄球菌(MRSA)可引起严重的细菌感染。噬菌体作为可选抗菌物质,已越来越引起相关学者的重视。我们新分离出四株抗MRSA的烈性噬菌体,IME-SA1, IME-SA2, IME-SA118和IME-SA119,并使用之前提出的末端确定方法对其基因组末端进行了确定。更为重要的,我们发现所有Twortlikevirus葡萄球菌噬菌体(主要包括G1种和K种)的5’端都含有保守基因序列,3’端具有非唯一的末端基因序列。此外,在G1种的噬菌体中,发现有一段具有固定格式的可变区存在保守末端序列的上游。进一步的克隆实验发现在子代噬菌体中可变区会变长或变短。IME-SA1细菌感染实验显示可变区与宿主特异性无关。该文首次报道了Twortlikevirus葡萄球菌噬菌体具有末端保守序列及其附近具有固定格式的可变区。

Vpr通过激活NF-κB通路来促进G2/M细胞周期停滞

梁志滨, 刘瑞康, 林永权, 梁臣, 谈娟, 乔文涛*

2015, 30(6): 441 doi: 10.1007/s12250-015-3654-8

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Vpr蛋白在HIV-1病毒复制和致病机制中起着重要作用。Vpr的多个功能包括引起G2/M细胞周期停滞,激活NF-κB通路以及促进病毒的反转录等等。我们猜测这些功能中有相互关联的地方。为了验证这个猜想,我们研究了一系列Vpr点突变引起G2/M细胞周期停滞的能力和激活NF-κB通路的能力。这些结果显示,不能激活NF-κB通路的突变体同样不能引起G2/M细胞周期停滞,暗示Vpr引起G2/M细胞周期停滞的能力至少部分依赖于其激活NF-κB通路。敲除NF-κB通路的关键因子——p65, RelB, IKKα 或者 IKKβ——部分损害了Vpr引起G2/M细胞周期停滞的功能。我们的结果暗示NF-κB通路在Vpr引起G2/M细胞周期停滞的过程中起着一定的作用。

一个HIV-1 gp41 MPER抗原的N端氨基酸影响产生中和性的2F5样抗体

李德智, 刘婕, 张丽, 徐天殊, 陈俊亨, 王丽萍, 赵琦*

2015, 30(6): 449 doi: 10.1007/s12250-015-3664-6

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广谱中和抗体(譬如2F5, 4E10, Z13e和m66.6)识别HIV-1 gp41近膜端外部区(MPER),因此这一区域有希望作为HIV-1疫苗的识别靶点。当前多数疫苗设计是利用MPER多肽抗原在体内产生HIV-1病毒中和抗体。当前研究中,我们从一个HIV-1病人的外周血淋巴细胞分离了抗体基因,然后构建了两个酵母展示抗体库,利用MPER抗原肽SP62,我们进一步筛选得到两个2F5样的抗体。这两个抗体可以特异的识别SP62抗原肽,然而,这两个抗体仅轻微的中和HIV-1病毒。通过分析我们发现这两个抗体识别的MPER表位包括2F5抗体表位区域(AA662-667)和SP62抗原上毗邻2F5表位区域的N端几个氨基酸(AA652-655)。以上结果表明,在SP62抗原免疫过程中,毗邻2F5表位的氨基酸会影响广谱中和性2F5抗体的产生,这些结果也有助于HIV-1疫苗的设计。
Letter

纳帕海湿地低温烈性噬菌体形态多样性研究

季秀玲, 张春晶, 李建凯, 崔尹赡, 秦堃豪, 林连兵, 张琦, 魏云林,

2015, 30(6): 457 doi: 10.1007/s12250-015-3674-4

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噬菌体分布广泛,具有重要的生态作用,但关于湿地生态系统中噬菌体形态多样性的研究非常有限。纳帕海是我国独有的低纬度、低温、高海拔季节性高原沼泽湿地,深处三江并流保护区腹地,同时又是我国长江上游地区的重要水源地,其地质和生物资源都十分丰富,是开展地质学和生物学研究的重要基地。本研究从纳帕海高原湿地分离获得18株低温噬菌体,其中6株属于肌尾噬菌体科,4株属于短尾噬菌体科,8株属于长尾噬菌体科。18株低温噬菌体对宿主均具有特异性,宿主菌分属于8个不同的属,其中尤以侵染假单胞菌属的噬菌体最多。18株低温噬菌体在头部直径、尾管直径、尾管长上均有差异。从噬菌体宿主菌的多样性及噬菌体电镜形态上均表明纳帕海湿地低温微生物资源十分丰富,多样性表现突出。为进一步开展噬菌体的低温适应性机制、噬菌体与宿主的相互作用及噬菌体与宿主的协同进化机制等研究提供了宝贵的实验材料。

中国四川地区猪嵴病毒的流行病学调查及其3D基因变异分析

刘鹏娟, 李萍, 吕雯婷, 李新琼, 李淞, 杨凡, 黄剑波, 郭博, 徐志文

2015, 30(6): 460 doi: 10.1007/s12250-015-3632-1

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猪嵴病毒隶属小核糖核酸病毒科嵴病毒属,广泛流行于腹泻猪群和临床健康猪群。本研究经RT-PCR法检测、分析猪嵴病毒在中国四川地区的流行特征,并研究其3D基因的变异情况。结果显示,猪嵴病毒在四川省感染率为60% (120/200),包括哺乳仔猪(59.17%, 71/120),断奶仔猪(27.50%, 33/120)和育肥猪(13.33%, 16/120)。腹泻和非腹泻猪群感染率分别为75.83% (91/120) 和24.17% (29/120)。分析比对23 条新鉴定猪嵴病毒3D基因序列,并构建进化树分析:其核苷酸同源性为92.6%–99.6%,与GeneBank参考序列核苷酸同源性为91.1%-96.8%。表明猪嵴病毒3D基因相对保守,但仍存在某些变异位点,可能改变3D蛋白的构象与功能。以期为进一步了解猪嵴病毒流行特点与分子特征提供理论依据和数据支持。

Molecular characterization of DENV-3 circulating during the post-monsoon period of 2013-14 in Delhi, India

2015, 30(6): 464 doi: 10.1007/s12250-015-3649-5

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The present study characterizes the recently circulating DENV-3 strain in the metropolitan city of Delhi during post monsoon period of 2013-14. Partial molecular characterization of 12 DENV3 isolates was carried out on the basis of envelope (E) and non-structural 1 (NS1) gene regions. Phylogenetic analysis showed all these 12 isolates grouped under lineage III of genotype III with recent isolates from China and Pakistan. The point mutation L430I in the Env region appears to be the unique molecular signature for the 2013 strains. Another unique substitution, I167V in NS1 protein was observed in a single isolate among those 12 samples. The study describing the molecular characterization could be significant if these unique substitutions cause the poor B cell responses.

Molecular characterization of chikungunya virus from three regions of Cameroon

2015, 30(6): 470 doi: 10.1007/s12250-015-3663-7

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Our results indicate that CHIKV strains circulating in these three regions of Cameroon have a common origin and do not differ from strains circulating in Central Africa as they all clustered in the central African lineage. The presence of the E1-A226V mutation indicates the possible virulence of the Cameroonian strains and might explain the emergence or re-emergence of chikungunya in Central Africa during the last decade after the introduction of A. albopictus.