武漢大學(xué) - 話題

提到病毒，也許大家再熟悉不過(guò)了，熊貓燒香、灰鴿子....哈哈，大家肯定注意到了，我說(shuō)的是計(jì)算機(jī)病毒，他們當(dāng)然不會(huì)感染到人體，我今天要說(shuō)的是生物學(xué)上的病毒比如流感病毒，HIV、乙肝病毒。不管是計(jì)算機(jī)病毒還是生物病毒 他們都有一個(gè)共同特點(diǎn)那就是他們喜歡搞破壞，計(jì)算機(jī)病毒會(huì)弄得你的電腦信息泄露、死機(jī)甚至崩潰。而生物病毒他們會(huì)威脅到人類的生存，比如歷史上赫赫有名的天花病毒，這種病毒繁殖快，能在空氣中以驚人的速度傳播，每4名病人當(dāng)中便有一人死亡，而剩余的3人卻要留下丑陋的痘痕天花，18世紀(jì)，歐洲蔓延天花，死亡人數(shù)曾高達(dá)1億5千萬(wàn)人以上。甚至更多。病毒的厲害可見(jiàn)一斑。
    由于病毒是目前已知結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單的生命單位，基于它在細(xì)胞外的相對(duì)簡(jiǎn)單性和細(xì)胞內(nèi)的病毒與宿主細(xì)胞之間相互作用的復(fù)雜性的突出特點(diǎn)，由此成為分子生物學(xué)研究復(fù)制、信息傳遞、突變以及其它分子生物學(xué)問(wèn)題的理想對(duì)象。自從1953年DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)理論建立以來(lái)，新技術(shù)和新方法的廣泛應(yīng)用，使得病毒學(xué)的研究步入分子病毒學(xué)的發(fā)展時(shí)期.利用分子生物學(xué)方法進(jìn)行研究，其結(jié)果不僅促進(jìn)了病毒學(xué)的研究，反過(guò)來(lái)對(duì)分子生物學(xué)的發(fā)展也起到巨大的推動(dòng)作用,我們從幾個(gè)方面來(lái)說(shuō)明病毒學(xué)對(duì)現(xiàn)代分子生物學(xué)的重要性。
    一、腺病毒載體
    腺病毒載體是全世界從事分子生物學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室廣泛使用的一種病毒載體，腺病毒具有易感性、致病力低、宿主范圍廣、穩(wěn)定性好、易進(jìn)行重組DNA操作、病毒滴度高、易于濃縮和貯存以及介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)移效率高、能容納較大基因片段等優(yōu)點(diǎn)。因而腺病毒載體在疫苗制備，外源基因表達(dá)，傳染病和遺傳病的基因治療等方面被廣泛研究和應(yīng)用，被認(rèn)為是基因治療最有前途的病毒載體之一。
    腺病毒在人和動(dòng)物中廣泛存在,是迄今在形態(tài)結(jié)構(gòu)、基因組成和復(fù)制機(jī)理等生物學(xué)特性方面研究得最為詳盡的病毒之一。腺病毒無(wú)囊膜,直徑80～110 nm,呈二十面體對(duì)稱,線狀的雙股DNA與核心蛋白形成直徑60～65 nm的髓芯,被包裹于衣殼內(nèi)。
    二、逆轉(zhuǎn)錄酶
    又稱 RNA 指導(dǎo)的 DNA 聚合酶，是以 RNA 為模板合成DNA的酶。這種酶是 1970 年美國(guó)科學(xué)家特明 (H. M. Temin) 和巴爾的摩 (D. Baltimore) 分別于動(dòng)物致癌 RNA 病毒中發(fā)現(xiàn)，他們并因此獲得 1975 年度諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。
    病毒逆轉(zhuǎn)錄酶含 Zn2+，以脫氧核苷三磷酸為底物，從 5’- 到 3’- 合成 DNA，反應(yīng)需要引物。這個(gè)酶在許多方面與 DNA 聚合酶相似。艾滋病毒也是一種反轉(zhuǎn)錄病毒。有的逆轉(zhuǎn)錄酶已提純，可作為合成某些特定 RNA 的互補(bǔ) DNA 的工具酶，也可用于 DNA 的序列分析和克隆重組 DNA。
    三、M13噬菌體與DNA測(cè)序
     M13噬菌體是一種絲狀噬菌體，內(nèi)有一個(gè)環(huán)狀單鏈DNA分子，長(zhǎng)6407個(gè)核苷酸，含DNA復(fù)制和噬菌體增殖所需的遺傳信息。
     M13改造的載體可以作為質(zhì)粒載體使用，如  M13mp18/19，M13含有單鏈環(huán)狀DNA。M13mp是野生型經(jīng)修飾而成的，復(fù)制型（RF）為雙鏈環(huán)狀DNA，可作為克隆載體，常用于雙脫氧測(cè)序，含有部分LacZ基因，在LacZ基因上含有多隆位點(diǎn)。M13mp18與M13mp19的多克隆位點(diǎn)含有相同的限制性內(nèi)切酶位點(diǎn)，但方向相反。
     M13mp18/19也可以包裝成噬菌體制作單鏈DNA模板用于DNA測(cè)序，是PCR技術(shù)建立之前的主要測(cè)序手段，Sanger用此材料建立的測(cè)序方法獲諾貝爾獎(jiǎng)。


    四、昆蟲(chóng)桿狀病毒表達(dá)載體
    昆蟲(chóng)桿狀病毒表達(dá)載體是全世界范圍內(nèi)各實(shí)驗(yàn)室廣泛使用另一種真核表達(dá)載體。昆蟲(chóng)桿狀病毒是最大的環(huán)狀單一雙鏈DNA 病毒,其基因組在90～230 kb 之間,具有編碼上百種蛋白質(zhì)的能力。該病毒基因組可在昆蟲(chóng)細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行復(fù)制和轉(zhuǎn)錄,其巨大的DNA復(fù)制后組裝在桿狀的核衣殼內(nèi)。由于昆蟲(chóng)桿狀病毒DNA 具有大量的非復(fù)制必需區(qū),能容許基因缺失或替換,能容納大片段外源DNA 的插入和表達(dá)，且表達(dá)的蛋白具有翻譯后修飾。
    五、病毒疫苗
    分子病毒學(xué)在理論上的迅速發(fā)展，給病毒性疾病的防治實(shí)踐帶來(lái)了新的突破。如果說(shuō)，由受染動(dòng)物組織制備的病毒疫苗為第一代產(chǎn)品；由受染組織培養(yǎng)細(xì)胞制備的為第二代；那么，采用DNA重組技術(shù)生產(chǎn)的病毒疫苗則為第三代。采用病毒基因重組技術(shù)生產(chǎn)的病毒疫苗，對(duì)預(yù)防病毒性疾病將做出重大的貢獻(xiàn)。如每個(gè)人小時(shí)候都注射接種的乙肝病毒疫苗。
     
    病毒學(xué)對(duì)分子生物學(xué)的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)不只此，從歷屆諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)就可以看出來(lái)，比如：1966年F.P. 勞斯（美國(guó)人）發(fā)現(xiàn)腫瘤誘導(dǎo)病毒（VIT）;C.B.哈金斯（美國(guó)人）發(fā)現(xiàn)內(nèi)分泌對(duì)于癌的干擾作用
    1969年德?tīng)柌紖慰耍ǖ聡?guó)細(xì)菌遺傳學(xué)家）、赫爾希(美國(guó)遺傳學(xué)家）、盧里亞(S美國(guó)微生物學(xué)家）發(fā)現(xiàn)了病毒的復(fù)制和遺傳結(jié)構(gòu)復(fù)制機(jī)制和遺傳結(jié)構(gòu)；
    1975年關(guān)于腫瘤病毒（TV）和細(xì)胞遺傳之間的相互作用
    1989年J.M.畢曉普、H.E.瓦慕斯（美國(guó)人）發(fā)現(xiàn)了動(dòng)物腫瘤病毒（ATV）的致癌基因源出于細(xì)胞基因，即所謂原癌基因
    2008  年德國(guó)科學(xué)家哈拉爾德·楚爾·豪森因發(fā)現(xiàn)人乳突淋瘤病毒（HPV）引發(fā)子宮頸癌、兩名法國(guó)科學(xué)家弗朗索瓦絲·巴爾－西諾西和呂克·蒙塔尼發(fā)現(xiàn)人類免疫缺陷病毒（HIV）。  

    總之，病毒學(xué)對(duì)現(xiàn)代分子生物的研究有著重要作用，兩者相輔相成，互相促進(jìn)。尤其是在這個(gè)時(shí)代，病毒說(shuō)來(lái)就來(lái)，非典、禽流感、甲流這些鬧的人心惶惶的恐怖名字面前，分子病毒學(xué)的研究能讓我們更好地了解病毒、防御和抵抗病毒的侵襲、拿病毒為我們所用。在這里，我要真心的告訴那些學(xué)弟學(xué)妹們:你們當(dāng)中肯定很多人認(rèn)為病毒離我們很遠(yuǎn)，不關(guān)我們的事，更有很多人認(rèn)為病毒學(xué)學(xué)了沒(méi)用，選病毒學(xué)只是為了拿學(xué)分,我要說(shuō)的是，很多東西往往是在你真正需要他們的時(shí)候你才意思到他們有多重要，無(wú)論你將來(lái)是不是要從事生物方面的工作，有一天，病毒學(xué)的知識(shí)為你所用時(shí)，但愿你不會(huì)后悔當(dāng)初沒(méi)有好好的學(xué)習(xí)那門課！
（zz）

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