動物病毒分子生物學 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

☆☆☆☆☆

[德] Thomas C.Mettenleiter，[西] Francisco Sobrino 著，張傑 譯

圖書標籤:

• 動物病毒學
• 病毒分子生物學
• 病毒學
• 動物科學
• 生物化學
• 分子生物學
• 醫學
• 微生物學
• 生命科學
• 病毒感染

出版社： 中国农业科学技术出版社

ISBN：9787511628503

版次：1

商品编码：12139859

包装：精装

开本：16开

出版时间：2016-12-01

用纸：胶版纸

页数：352

字数：546000

正文语种：中文

內容簡介

該書介紹瞭動物病毒病的研究曆史及分類、動物病毒病的研究進展、動物病毒病的癥狀及防治技術等。該書適閤動物醫學專業的科研人員、大專院校師生參考。

作者簡介

張傑，博士，中國農業科學院蘭州獸醫研究所研究員。從事傢畜病毒病研究，發錶科技論文多篇。

目錄

第一章口蹄疫病毒()
摘要()
基因組結構()
病毒基因組5′端結構及功能()
FMDV內部核糖體進入位點：蛋白閤成控製()
IRES結構與功能的關係()
IRES與蛋白的相互作用 ()
IRES—蛋白相互作用：在組織嗜性及病毒緻病性中的作用()
蛋白閤成起始密碼子的選擇()
病毒多聚蛋白 ()
病毒3′端（結構和功能）()
病毒粒子：結構與特性()
宿主細胞間相互作用()
體內緻病機理()
緻謝()
參考文獻()
第二章瘟病毒分子生物學()
摘要()
瘟病毒概述()
分類學()
培養()
病毒粒子的結構和物理性質()
結閤和入侵()
基因組結構()
病毒蛋白的生物閤成與功能()
Npro自體蛋白酶()
瘟病毒的結構蛋白()
瘟病毒的非結構蛋白()
復製()
病毒粒子的裝配和釋放()
瘟病毒引起的疾病()
古典豬瘟 ()
邊界病()
牛病毒性腹瀉/黏膜病()
發病機製()
古典豬瘟()
牛病毒性腹瀉()
黏膜病()
緻細胞病變型BVDV（cp BVDV）的生成與錶徵()
流行病學()
瘟病毒感染的診斷、監測及控製()
病毒檢測()
血清學診斷()
監測和控製()
參考文獻()
第三章動脈炎病毒()
摘要()
前言()
分類和基因組學()
生命周期和基因錶達()
動脈炎病毒RNA閤成()
動脈炎病毒復製酶()
病毒粒子和結構蛋白()
演變()
重組()
準種()
遺傳變異和分子流行病學()
細胞嗜性、流行病學、臨床癥狀和緻病機製()
EAV()
PRRSV()
LDV()
SHFV()
診斷()
EAV()
PRRSV()
LDV()
SHFV()
免疫反應()
EAV ()
PRRSV()
LDV()
SHFV()
疫苗接種和治療措施()
EAV()
PRRSV()
LDV和SHFV()
展望()
緻謝()
參考文獻()
第四章冠狀病毒的復製及與宿主的相互作用()
摘要()
前言()
冠狀病毒的緻病機製()
冠狀病毒的結構和基因組錶達()
冠狀病毒的復製()
冠狀病毒的轉錄()
冠狀病毒感染對宿主細胞的作用()
病毒感染對細胞翻譯的影響()
冠狀病毒感染對細胞轉錄的影響()
冠狀病毒感染對細胞周期和凋亡的影響()
冠狀病毒感染對宿主係統的影響()
由冠狀病毒構建的錶達係統()
冠狀病毒載體的安全性()
緻謝()
參考文獻()
第五章亨德拉病毒和尼帕病毒()
摘要()
亨德拉病毒和尼帕病毒簡史 ()
發病機理()
遺傳學()
亨尼帕病毒基因組結構和編碼蛋白()
尼帕病毒株的變異()
病毒的生命周期 ()
病毒進入細胞 ()
副粘病毒的復製()
病毒mRNA的閤成()
病毒基因組的閤成()
病毒基因組的衣殼化()
“六倍法則”()
尼帕病毒和亨德拉病毒N蛋白與其他蛋白間的相互作用()
尼帕病毒L蛋白()
病毒的組裝和釋放()
反嚮遺傳學()
微基因組係統()
復製子係統()
全長病毒拯救係統()
亨尼帕病毒的錶麵蛋白()
融閤糖蛋白（F）()
融閤蛋白的裂解()
融閤蛋白的糖基化()
七肽重復區（HR）()
附著糖蛋白（G)()
結構和抗原性()
受體結閤域()
亨尼帕病毒受體及對發病機製的影響()
免疫學()
疫苗接種策略()
先天免疫抑製()
結論()
緻謝()
參考文獻()
第六章禽流感：分子緻病機理和宿主範圍()
摘要()
前言()
甲型流感病毒的分類、結構和生命周期()
禽流感曆史()
發病機製()
生態和進化()
近期對人的傳染()
血凝素的蛋白水解激活決定緻病性()
血凝素的受體特異性：宿主範圍的決定因素()
流感病毒的受體：唾液酸()
禽流感病毒的受體特異性：SIA-GAL聯動識彆()
受體特異性和大流行()
源於不同禽類物種病毒的與眾不同的受體特異性()
病毒RNA聚閤酶：寄主範圍和緻病性的決定因素()
聚閤酶介導的轉錄和復製()
聚閤酶具有高突變率作用()
聚閤酶復閤物重組可能會改變毒力()
單一聚閤酶突變可增加毒力和轉錄/復製活性()
多聚酶突變調解禽流感病毒對哺乳動物宿主的適應能力()
結論()
緻謝()
參考文獻()
第七章藍舌病毒分子解析()
摘要()
前言()
BTV外衣殼結構及其在病毒入侵中的作用()
核結構及其組分()
核心的三維結構()
VP7的三維結構()
VP3的三維結構()
RNA的基因組結構()
內部小蛋白的排列()
構成轉錄復閤體的小蛋白的酶活性()
解鏇酶活性()
RNA依賴的RNA聚閤酶活性()
BTV mRNA的加帽活性()
蛋白質的閤成和復製()
NS1蛋白及其在被感染細胞組裝成微管()
病毒裝配位點、包涵體和NS2的作用()
衣殼裝配途徑()
VP3殼在核心裝配中起主要作用()
VP7分子組裝入VP3殼所需的內部分子和分子之間的相互作用()
外衣殼層與核心層錶麵VP7之間的相互作用()
BTV釋放和宿主蛋白參與病毒的釋放()
BTV結構疫苗設計()
結束語和未來展望()
參考文獻()
第八章豬圓環病毒分子生物學()
摘要()
豬圓環病毒概論()
圓環病毒分類學()
病毒粒子結構()
PCV1和PCV2的緻病機理()
PCV的分子生物學()
PCV的基因組結構()
病毒開放閱讀框ORFs和蛋白()
PCV的轉錄()
入侵細胞()
復製因子()
病毒蛋白定位()
Rep和 Rep′蛋白調節DNA復製()
與DNA相結閤()
DNA抑製()
DNA復製的終止()
抑製DNA的催化中心的圖譜()
PCV蛋白與宿主因子的相互作用()
PCV的RCR復製方式模型()
結論()
緻謝()
參考文獻()
第九章動物皰疹病毒分子生物學()
摘要()
前言()
動物皰疹病毒()
僞狂犬病病毒()
僞狂犬病毒粒子的組成()
僞狂犬病病毒復製()
感染入侵()
易位到細胞核()
轉錄和基因組復製 ()
衣殼形成()
核齣口()
生成次級囊膜()
釋放()
僞狂犬病毒基因和蛋白質的功能總結()
病毒與宿主細胞的相互作用()
僞狂犬病毒潛伏期()
僞狂犬病病毒免疫學()
僞狂犬病毒的神經嗜性()
僞狂犬病控製：應用分子生物學()
牛皰疹病毒1（BHV-1）()
BHV-1基因錶達()
BHV-1潛伏期()
禽傳染性喉氣管炎病毒（ILTV）()
傳染性喉氣管炎病毒轉錄物和蛋白質()
傳染性喉氣管炎病毒DNA的復製和病毒形態發生()
體內復製、緻病性和防控()
基因工程傳染性喉氣管炎病毒突變體()
緻謝()
參考文獻()
第十章非洲豬瘟()
摘要()
引言()
病毒基因組()
基因組變異()
基因編碼()
參與DNA復製和修復以及mRNA轉錄和加工的蛋白質()
編碼其他酶的基因()
編碼結構蛋白的基因()
編碼參與宿主防禦逃逸蛋白的基因()
多基因傢族()
結構()
復製周期()
進入()
mRNA的轉錄()
組裝()
病毒釋放()
逃避宿主的防禦()
信號通路調節()
細胞凋亡()
黏附蛋白()
影響病毒毒力或嗜性的基因()
宿主細胞對於非洲豬瘟病毒感染的反應()
未來展望()
緻謝()
參考文獻()
結語動物病毒學：進化的使然()
緻謝()
參考文獻()

精彩書摘

第一章
口蹄疫病毒
Foot-and-Mouth Disease Virus
Encarnacion Martinez-Salas,Margarita Saiz，Francisco Sobrino
摘要
口蹄疫病毒(Foot-and-mouth disease virus,FMDV)是小核糖核酸病毒科口瘡病毒屬（又稱為口蹄疫病毒屬）的典型代錶性成員，這種小核糖核酸病毒是一種能在全球範圍內導緻牛發生急性係統性水皰病的病原體。在此，我們闡述瞭一些與這種高變異性和高傳染性病毒有關的分子生物學方麵的問題，並重點描述瞭病毒的基因組構成以及基因的錶達控製機製，這些有助於瞭解該病毒的感染周期。感染後，構成病毒基因組的單鏈正義RNA不依賴於帽子結構而是通過內部核糖體進入位點（IRES）很快進入高效率翻譯期，在此過程中病毒蛋白酶的錶達抑製瞭細胞蛋白質的閤成。在翻譯過程中，由病毒自身編碼的蛋白酶同步加工處理生成的多聚蛋白，從而釋放齣不同的成熟蛋白。病毒RNA和蛋白質與宿主細胞的不同成分相互作用是導緻病毒緻病的關鍵因素。若想有效防控口蹄疫病毒緻病以及疫病蔓延，需要深入瞭解病毒感染周期的分子機製。
FMDV是口蹄疫(Foot-and-mouth disease，FMD）的緻病原。FMD是傳染性最高的最重要的傢畜疫病之一，引起急性係統性水皰病，在世界範圍內流行，被國際獸醫局（OIE）列為A類動物傳染病之首(Sobrino et al��,2001)。FMDV隻感染偶蹄動物，主要是牛、豬、綿羊、山羊(Thomson et al��,2003)。在口蹄疫流行地區，通過常規疫苗免疫控製口蹄疫，而無口蹄疫國傢則是通過采取嚴格限製源自口蹄疫疫區的動物及其相關製品的流通和貿易手段防控口蹄疫(Sutmoller et al��,2003)。
從分類學上劃分，FMDV屬於小RNA病毒科口蹄疫病毒屬。一些小RNA病毒能夠導緻人類重大疾病的發生，例如隸屬該科的在分子水平上研究最廣泛的脊髓灰質炎病毒。FMDV具有很強的基因和抗原變異能力，根據誘導動物交叉保護能力的不同，將其分為7個血清型，即A、O、C、Asia1（亞洲1型）、SAT 1（南非1型）、SAT 2（南非2型）和 SAT 3（南非3型）。Domingo以及其閤作者以FMDV作為模型研究RNA病毒的遺傳變異性（Domingo et al��,1992)。這些早期研究結果為研究RNA病毒群體的準種結構特徵提供瞭有益信息，有助於瞭解其生物學特性。在早期進化階段，地球上大分子復製時會齣現的一係列相關但不相同核酸分子，準種概念最初就是基於這樣的理論基礎提齣來。準種概念首次在噬菌體Qβ群體上得到瞭實驗性證實，繼而RNA病毒特徵也證實瞭準種的存在，因為RNA病毒是由眾多的變異體（準種）組成，在保持高突變率和選擇壓力下的競爭適應之間保持一種復雜的動態平衡。關於FMDV生物學的這些方麵的討論超齣瞭本章的範圍，感興趣的讀者可以去查看這些更詳細的內容(Domingo et al��,2006；2004；2001)。
FMDV可以有效感染幾種原代細胞和一些傳代細胞係，例如BHK-21和IBRS-2。腹腔接種FMDV會導緻乳鼠死亡，該方法已經被用於測定病毒滴度。將體外轉錄的RNA直接接種給小鼠可以拯救細胞培養無法生長的病毒，使其恢復感染性(Baranowski et al��,2003)。經過連續傳代後，FMDV能夠適應在豚鼠內繁殖。豚鼠是FMDV的模式動物，已經用於病毒的免疫學和嗜性分析(Francis et al��,1987；Nunez et al��,2001)。FMDV可以在培養的細胞建立起可持續性感染。在細胞傳代過程中，病毒（相對於親本細胞BHK-21而言，病毒毒力有所增強）和細胞（對原代病毒的抵抗力越來越強）發生瞭共進化(de laTorre et al��,1988)。
在過去幾年裏，一些關於病毒感染周期的分子機製及其對病毒毒力、嗜性、和疾病防控方麵影響的相關信息已經逐漸被揭曉。當前，FMDV仍然是一個巨大的威脅，還需要進一步的研究，去闡明與病毒緻病性和疾病預防有關的分子機製。
基因組結構
與所有的小核糖核酸病毒一樣，FMDV基因組為正義RNA，全長大約為8 500個核苷酸（nt）（圖1��1）。FMDV單拷貝基因組包裹在由4種結構蛋白即VP4（1A）、VP3（1C）、VP2（1B）和 VP1（1D）各60個拷貝組成的蛋白衣殼內。病毒RNA含有一個開放閱讀框（open reading frame,ORF），兩側翼為含有順式作用元件的非編碼區（non-coding regions,NCRs），參與病毒復製和基因錶達（圖1��1）。RNA的3′端被多腺苷酸化，形成瞭Poly(A)尾巴。與大部分細胞mRNAs相比較，FMDV基因組在5′端沒有帽子結構，但是由病毒自身編碼的小蛋白，VPg (3B)，共價偶聯到5′末端。
病毒RNA具有感染性(de la Torre et al��,1987)，利用該特徵可以構建齣感染性cDNA剋隆 (Zibert et al��,1990)，這是研究病毒基因産物功能和RNA模體（motifs）的有用工具。病毒基因組攜帶有全部信息，能夠取代宿主機能、關閉細胞蛋白質閤成、僅允許病毒自身RNA和蛋白質在感染細胞內生成 (Belsham and Martínez-Salas,2004)。病毒復製的整個周期都是在細胞質內完成的。病毒RNA被翻譯成多聚蛋白，在翻譯的同時，病毒蛋白酶 Lpro 和 3Cpro將聚蛋白加工處理為成熟的蛋白産物（圖1��1）。
在這些産物中，RNA依賴性RNA聚閤酶3Dpol能夠以正鏈RNA為模闆生成負鏈RNA，再以此負鏈RNA作為模闆鏈閤成正鏈RNA。生成的一些正鏈RNA被包裹入病毒衣殼中組裝成新的感染性病毒粒子。
圖1��1FMDV基因組示意圖
圖1��1中注明瞭FMDV RNA相關結構域以及聚蛋白裂解後的成熟病毒蛋白，詳細信息請參閱下麵文本內容。
病毒基因組5′端結構及功能
FMDV 基因組5′端非編碼區（5′NCR）長約1 300nt，包含有病毒復製和翻譯起始所需的核酸序列。當我們研究分析此序列時發現瞭一些結構和功能元件。在RNA的5′末端有一段長約360個堿基左右的核苷酸序列，被命名為S片段，據推測該片段形成瞭一個大的發卡結構（圖1��1）。采用oligo（dG）和RNase H處理病毒RNA後産生兩個片段，其中較小的一個是S片段。研究錶明FMDV的S片段負責與核酸3′端發生RNA/RNA相互作用(Serrano et al��,2006)。采用S-RNA標記探針和細胞蛋白抽提物進行紫外交聯實驗，結果錶明，p116和p47兩種細胞因子，推測可能是poly(rC)結閤蛋白(PCBP)與S片段發生相互作用。脊髓灰質炎病毒(PV)的5′端也有類似元件，盡管二級結構不同，但已證明它能與一些病毒蛋白（3CD前體）和細胞蛋白(PCBP2)發生相互作用(Gamarnik and Andino,1997；Parsley et al��,1997)。Poly(A)結閤蛋白(PABP)可以與PCBP及3′端的Poly(A)發生相互作用。一些學者認為這些相互作用在從翻譯到復製的轉變過程中起著重要作用。病毒RNA在由銜接5′端和3′端的蛋白橋作用下會發生環化，在此過程中，這種相互作用也會發揮作用(Gamarnik and Andino,1998；Herold and Andino,2001)。在5′端的S片段之後是多聚胞苷酸poly(C)片段（圖1��1中Cn標識），polyC片段是小核糖核酸病毒科大部分心病毒屬病毒的共有特性。poly(C)片段的長度從80～400nt不等，在FMDV田間分離株中一般都是200nt左右 (Brown,1972；Harris and Brown,1977)。關於poly(C)長度對感染力的影響還不太清楚，研究結果也不一緻，引發瞭爭議。在poly(C)的下遊有一段長約250nt的序列，推測包含多個假結，2～4個不等，數量與不同的分離株有關(Escarmis et al��,1995)。有趣的是，在心病毒屬中，假結被推測位於poly(C)的5′端一側，這意味著假結和poly(C)片段具有一些相同的功能。
如上文所述，小核糖核酸病毒需要5′端和3′端結構指導RNA依賴性的RNA聚閤酶3Dpol識彆病毒基因組。在過去的幾年裏，有證據錶明腸病毒、鼻病毒和心病毒的復製都需要內部RNA序列 (McKnight and Lemon,1998；Goodfellow et al��,2000；Gerber et al��,2001)。此段序列被稱為順式復製元件“cis-acting replication element”(cre)，包含一個保守基序AAACA，位於一個穩定的莖環結構末端的環內。人類鼻病毒 (HRV-14、HRV-2)、心病毒以及PV的Cre元件分彆位於1D、2A、1B和2C區域內。
去除Cre元件不會導緻功能喪失。現已證明，在病毒RNA聚閤酶的作用下，PV 和HRV-2 的cre序列在VPg (3B)尿苷酰化中起到模闆作用 (Paul et al��,2000；Gerber et al��,2001)。此反應是隨著UMP分子共價結閤到位於VPg末端的酪氨酸羥基上開始的，産生瞭VPgpU 和/或 VPgpUp，作為RNA閤成的引物。該過程被認為是PV RNA復製的關鍵步驟。
已有相關研究結果錶明在FMDV基因組的5′ NCR存在cre結構，就位於IRES的上遊(Mason et al��,2002)(圖1��1)。Cre包含AAACA基序，將野生型cre插入3′NCR能夠使cre缺陷型的RNA轉錄本恢復復製能力。此發現與以前的研究結果相符，缺失94%P1編碼區的FMDV突變株仍然可以有效復製(McInerney et al��,2000)。基因組非編碼區存在cre元件是FMDV的一個特徵性結構，這錶明小核糖核酸病毒科病毒在復製階段采用瞭不同的復製方式。此外，有報道發現存在一種ts FMDV RNA突變體，這種突變體在保守的莖環結構區有一個不穩定性的變異。這種變異可以通過另外一種在基因組其他區域有缺失的ts FMDV RNAs進行反式互補(Tiley et al�保� 2003)。因此，建議cre應該被重新命名為3B-尿苷酰化位點。IRES（內部核糖體進入位點）位於Cre元件下遊，與Cre有部分重疊。所有的小核糖核酸病毒都有IRES，它是一種復雜的高度結構化原件，長約450nt，負責病毒RNA上蛋白質閤成的內部非帽子結構的起始。
FMDV內部核糖體進入位點：蛋白閤成控製
進入細胞後，病毒RNA的釋放和翻譯是病毒復製周期的第一步。與所有的核糖核酸病毒一樣，由於某些因素FMDV 基因組的5′端非編碼區（5′NCR）的基因結構與掃描模式不太兼容。首先，基因組的5′端有一個病毒編碼蛋白VPg，共價偶聯於末端核苷酸上。其次，5′NCR的長度從700～1 300nt不等，含有一些獨特的高度結構化的區域。最後，非帽子結構的5′NCR有超過10個的AUG密碼子不能作為起始密碼子。
FMDV病毒RNA編碼的蛋白質閤成是由IRES元件驅動起始的(Martinez-Salas et al��,2001)。在轉染細胞和網狀細胞裂解液中，FMDV基因組的IRES可以有效驅動其下遊第二個順反子閤成蛋白質(Martinez-Salas,1999)。對於大多數依賴於帽狀結構的細胞mRNAs來說，IRES介導瞭另外一種翻譯起始形式。真核生物mRNA5′端有一個能夠被翻譯起始因子eIF4F所識彆的m7GpppN……帽狀結構。該翻譯起始因子由3個多肽、帽子結閤蛋白eIF4E、RNA解鏇酶eIF4A和腳架蛋白eIF4G組成。腳架蛋白eIF4G含有其他蛋白的結閤位點，例如eIF3、poly(A)結閤蛋白(PABP)和Mnk-1（eIF4E激酶）。起始翻譯時，小核糖體亞基與結閤在5′端帽子的eIF4F復閤物結構相互作用，並沿著5′NCR移動，直至在閤適的位置遇到AUG密碼子(Kozak,1989)。在翻譯掃描過程中，復雜的RNA結構和上遊存在的AUG密碼子會抑製小核糖體亞基識彆正確的起始密碼子。相比之下，由IRES元件介導的翻譯起始會直接將翻譯組件募集到mRNA分子的某一位置。依賴IRES的蛋白閤成機製不受那些抑製帽依賴性翻譯起始的一些因素限製。此種抑製情況往往發生在小核糖核酸病毒感染過程中由蛋白酶L(FMDV)或2A（脊髓灰質炎病毒、鼻病毒）誘導的eIF4G因子被切割之後，或者在腦心肌炎病毒（EMCV）感染細胞時翻譯阻遏因子4E-BP1發生瞭脫磷酸化(Martinez-Salas et al��,2001)之後導緻的。
對雙順反子采用刪除突變體作圖法確定小核糖核酸病毒IRES大小，結果錶明大約450nt足以啓動5′末端非依賴性的翻譯起始(Pelletier and Sonenberg,1988)。比較不同的小核糖核酸病毒IRES序列，結果錶明僅是一些小枝杈序列比較保守。根據預測的RNA二級結構模型確定小核糖核酸病毒IRES結構有2種類型，I型包括腸病毒/鼻病毒，Ⅱ型包含心病毒和口蹄疫病毒。甲型肝炎病毒是III型IRES的代錶，最近報道的四型小核糖核酸病毒IRES與丙型肝炎病毒(HCV) 有很多相似之處(Pisarev et al��,2004)。小核糖核酸病毒IRES之間缺乏結構保守性反映齣這些IRES元件是采用多種方式與翻譯組件發生相互作用。
IRES結構與功能的關係
通過采用分析RNA結構、基因突變和解析基因係統進化保守性的綜閤方法，詳細研究瞭FMDV RNA結構中與IRES活性有關的基因結構。盡管RNA病毒是高度變異的，但是基本元件是非常保守的(Martinez-Salas and Fernandez-Miragall,2004)。核苷酸的共變異性代錶二級結構或三級結構的穩定性，這可能與介入IRES活性有關。在RNA的環狀區域或非結構區常常會齣現獨立的非依賴性變異。在內部翻譯起始中，那些固定不變的基因區域就是一些與IRES活性有關感興趣區。如圖1��2所示，FMDV的IRES有5個結構域。區域1的殘基就是cre莖環結構的右臂(Mason et al��,2002)。預測區域2形成瞭一個穩定的莖環結構，在環的頂端有一個富含嘧啶的序列區。此莖環在EMCV中也是保守的，包含多聚嘧啶序列結閤蛋白的主要結閤位點(Luz and Beck,1991)。
區域3是FMDV IRES的中心區，根據二級結構分析，區域3含有兩個特殊結構（圖1��2）。通過由化學方法及核糖核酸酶介導的RNA結構分析錶明，頂環部分包含一個穩定的莖環結構，形成一個四通接頭（Fernandez-Miragall and Martinez-Salas,2003)。頂環上有兩種保守的基序GUAA和AAAA，這些基序的突變分析結果錶明，它們是負責IRES活性的重要區域 (Lopez de Quinto and Martinez-Salas,1997)。替換FMDV IRES的GUAA的核苷酸，發現GNRA基序是保持IRES活性達到100%所必需的序列。對EMCV IRES同等位子的GNRA研究分析錶明，該基序對翻譯起始也有類似的功能(Robertson et al.,1999)。GNRA基序以發卡結構將相鄰的莖環銜接起來(Fernandez-Miragall and Martinez-Salas,2003)。用G取代基序第4位堿基A會導緻RNA發生重組，會使區域3二級結構上一些堿基發生遠離。與含有GUAA序列的親本RNA比較，攜帶有UNGG 和GUAG序列的突變體，在受到針對特定核苷酸的化學法處理後，會喪失對化學試劑破壞的保護作用，這錶明GNRA基序控製著區域3的結構和穩定性。
GNRA基序的這種作用可能受其與遠距離含有保守性CACG序列的區域相互作用調控(Fernandez-Miragall et al.,2006)。有報道顯示作為核糖核酸酶P反應底物的結構元件與中央結構域，即區域3，頂端的序列發生瞭重疊 (Serrano et al.,2007)。因此，IRES區域可能有一個潛在的類似tRNA信號的結構。
GNRA發夾結構是結構化RNA分子中一種常見的基礎構件(Doherty et al��,2001)。因而，IRES中的這些基序的作用可能是相似的。通過凝膠遷移率分析推測，FMDV IRES的中心區域（即是區域3）與其他結構域，自身序列乃至整個IRES發生瞭獨特的相互作用(Ramos and Martinez-Salas,1999)。這些結果錶明，區域3可能是作為一個支架結構，將IRES的所有區域有機地結閤起來。此外，區域3強大的二聚化能力決定瞭與其他IRES分子間的相互作用，這與報道的IRES元件缺陷型FMDV的補充數據結果相一緻(Drew and Belsham,1994)。與PV IRES元件中的相對應的基序一樣，位於中心區（即區域3）具有保守性的富含C的環狀序列（C-rich loop)對於堿基替換不是很敏感(Gamarnik et al.,2000)。富C環是與poly(rC)結閤蛋白發生相互作用的一個候選基因序列（Stassinopoulos 和Belsham,2001)。然而，PCBP2與EMCV 或FMDV的 5′NCR的結閤不是IRES活化所必需的，這與FMDV富C環的功能分析結果相一緻。中心區域（區域3）的近端有一個被內部凸起斷開的長莖狀結構(Fernandez-Miragall et al.,2006)。堿基突變結果錶明，區域3基底序列第二個堿基是形成螺鏇二級結構所必需的(Martinez-Salas et al��,1996)。根據對區域3基底序列的分析推測，此部分結構元件可能起到穩定整個區域3的作用。
根據之前的報道，在口瘡病毒屬和心病毒屬，其IRES中都有保守的一級和二級結構。在不同的FMDV田間分離株的IRES區域4的基底部都發現存在兩個二級結構上保守的富含A的內部凸環（圖1��2）。相比於其他基序的堿基，僅A312一個堿基突變為U就將會嚴重破壞IRES的活性(Lopez de Quinto and Martinez-Salas,2000)。在感染細胞內，一些損壞IRES預測的二級結構的突變會破壞IRES活性。但是，若被損壞的二級結構恢復後，IRES的活性隨後也會完全恢復，這錶明IRES發揮內部翻譯起始活性需要一些位置中某些堿基對的存在。對不同的FMDV分離株進行序列比較分析，結果錶明在區域5存在一個保守的發卡結構 (Lopez de Quinto et al��,2001)，在EMCV的IRES元件中也有此結構。然而，對區域5某些保守堿基進行置換，其對FMDV IRES活性的破壞程度遠遠低於對區域4的富含A凸起(A-bulge)或區域3的GNRA環進行突變所造成的影響。
圖1��2FMDV IRES的二級結構
通過以酶學和化學為基礎的RNA結構分析法描述瞭係統的保守性。灰色的方框裏描述瞭數據庫中注冊的FMDV田間分離株的共突變的核苷酸。IRES可分為1～5個區域，畫綫部分代錶功能性起始密碼子AUG。右框是起始因子結閤位點和能夠與FMDV IRES發生相互作用的輔助蛋白示意圖。
IRES與蛋白的相互作用
在FMDV依賴於IRES的翻譯起始過程中，細胞蛋白起著重要的作用（圖1��2，右端）。用EMCV或者FMDV IRES元件進行重組40S核糖體分析錶明，形成48S起始復閤物需要典型的eIF4A、eIF4G、eIF2和eIF3起始因子(Kolupaeva et al��,1998;Pilipenko et al��,2000)。eIF4G與EMCV和FMDV IRES發生相互作用，采用蛋白酶消化處理後，其暴露的C端含有與eIF3和eIF4A相結閤的位點。與該說法相一緻的是，在FMDV的L蛋白切割eIF4G後，由這些元件推動的內部翻譯起始過程可以高效率進行(Martinez-Salas et al��,1993;Belsham and Brangwyn,1990;Ohlmann et al��,1996)。
……

前言/序言

早在1898年，Friedrich Loeffler和Paul Frosch就報道瞭導緻牛感染口蹄疫疫病的病原具有濾過性和復製能力。同年, Wilhelmus Martinus Beijerinck發現瞭煙草花葉病，並確定這些緻病原具有相同的性能。伴隨著這些開創性的研究，一門新的學科應運而生，這就是病毒學。幾年之後，Reed and Carroll發現瞭黃熱病的緻病原，並將其作為人類曆史上的第一個病毒。因此，在獸醫領域具有重要意義的口蹄疫病毒為建立“動物病毒學”奠定瞭基礎，該學科還包括對人類病毒的研究。
在本書中，編者特意選擇瞭一些“獸醫”病毒，講述瞭這些動物病毒的研究意義，來幫助我們大緻瞭解病毒感染的分子基礎。這些結果都來自於實驗動物，當然，我們承認本書並沒有囊括所有的重要發現。盡管如此，我們仍然仔細地選擇瞭這些病毒、病毒屬或者病毒傢族，這些研究工作對我們瞭解病毒、病毒的復製、病毒的進化以及與宿主的相互作用關係至關重要。
從事動物病毒研究有一個明顯優於研究人類病毒的優勢，那就是通過試驗手段可以建立起最為接近自然的病毒—宿主相互作用係統。從事揭示這些動物病毒秘密的科研人員，在他們製備病毒宿主感染和緻病模型時，可以完全擺脫人造替代品的束縛，那些動物替代品僅是在某種程度上接近自然感染而已。因此，從嚴格意義上講，動物病毒研究達到瞭最真實的境界。與任何其他試驗研究領域一樣，在過去幾十年裏，現代動物病毒學從不同學科（如病理學、免疫學、分子結構與細胞生物學）的實驗方法和概念發展中受益，並得到瞭提升。隻有把這些學科的方法和規律充分結閤起來，我們纔能理解宿主與病毒相互作用的分子機製。因此，每一個章節的作者著重闡述瞭當前研究的策略和方法，並為讀者提供瞭相關的主要參考文獻。
口蹄疫病毒開啓瞭動物病毒學的研究。雖然自Friedrich Loeffler和Paul Frosch報道瞭口蹄疫病毒之後，學者們對該緻病因子進行瞭大量研究，對該病毒有瞭深入的瞭解，但是口蹄疫病毒依然是對養殖業危害最大的病毒。老病毒反復齣現，同時又湧現齣新的血清型和基因亞型病毒，給農業發展造成瞭巨大的危害。由於易感動物感染口蹄疫病毒後會發病甚至發生死亡，暴發口蹄疫後該地區或者國傢的動物貿易直接受到限製，為瞭控製疫病，疫點周圍大量的易感動物要被捕殺，這都給養殖業主和疫情國或者地區造成瞭嚴重的經濟損失。雖然在Friedrich Loeffler時代之後進行瞭大量的研究，但是到目前為止仍然沒有安全有效的活疫苗，依舊依靠全病毒滅活疫苗免疫保護動物。生産這些全病毒疫苗必須嚴格按照生物安全標準進行，以避免在生産過程中齣現散毒現象。對口蹄疫病毒（小RNA病毒科口蹄疫病毒屬成員）進行分子生物學研究，能夠充分瞭解不同的病毒蛋白在細胞培養和感染動物體內復製過程中發揮的作用，並確定瞭與口蹄疫發病機製有關的病毒緻病因子，建立瞭新的能夠用來區分免疫動物和自然感染動物的診斷方法。口蹄疫病毒研究工作還為提齣RNA病毒準種（quasispecies）這個新概念作齣瞭貢獻。準種是RNA病毒具有驚人的演化潛能的原動力。在RNA依賴性的RNA聚閤酶指導下的基因組復製是一個容易發生錯誤復製的過程，基於此機理，學者們提齣瞭準種概念。準種不僅使病毒可以適應環境生長，而且還可能導緻病毒發生滅絕。這些是對口蹄疫病毒這個古老又眾人周知的病毒的全新的認識。
黃病毒科瘟病毒屬包括三種對農業生産危害極大的病毒：古典豬瘟病毒（classical swine fever virus）、牛病毒性腹瀉病毒（bovine viral diarrhea virus）和邊境病毒（border disease virus）。分子生物學的研究已經弄清楚瞭這些病毒復製的主要特徵，這也為瞭解給養牛業造成經濟巨大損失的黏膜病（mucosal disease）病毒的分子緻病機理奠定瞭基礎。這為我們通過學習分子病毒學從而理解疾病的發病機製樹立一個好榜樣。當發現瘟病毒與最新發現的人類丙型肝炎病毒關係密切之後，激起瞭學者們對瘟病毒屬的研究熱情。雖然人類丙型肝炎病毒不屬於瘟病毒屬，被劃歸為另外一個傢族，但是它們在分子水平上仍然有很多的相似之處。因此，研究動物病毒的緻病機理在一定程度上有助於理解人類病毒。
動脈炎病毒傢族成員與冠狀病毒擁有諸多相同的特徵，都屬於巢式病毒目成員。這個病毒傢族的特徵是病毒基因組轉錄後形成一個嵌套的mRNA。迄今為止，還沒有發現任何人類病原是由動脈炎病毒衍生而來，但是動脈炎病毒傢族卻包含瞭許多重要的動物病原。除瞭已經命名的馬動脈炎病毒外， 在過去的15年裏，這個病毒傢族又有來源不清楚的新的病毒齣現，它已經成為對現代養豬業具有毀滅性打擊的動物病毒之一。雖然豬繁殖與呼吸綜閤徵病毒（Porcine respiratory and reproductive syndrome virus，PRRSV）的分子生物學特性已經逐漸清楚，但是該疫病依然是養豬業麵臨的一個挑戰。PRRSV的起源並不清楚，親緣關係相距甚遠的在北美和歐洲幾乎同時齣現的PRRSV令人迷惑不解。
很長一段時間，冠狀病毒被認為對人類的影響是微乎其微的。因此，起初隻有少數研究冠狀病毒的研究者緻力於研究像貓傳染性腹膜炎、豬傳染性胃腸炎和禽傳染性支氣管炎等能夠在動物中引起嚴重疾病的冠狀病毒。直到重癥急性呼吸綜閤徵（severe acute respiratory syndrome）或者SARS的齣現，纔從根本上改變瞭這種狀況。冠狀病毒領域的研究者開始緻力於鑒定SARS病原，尋找其特徵，探索各種方法來阻止或治愈這種緻命性的傳染病。當時世界正處於大災難的邊緣，但是我們果斷的行動，加上一些幸運因素，纔阻止瞭這場更大災難的發生。難以置信的是，在如此短的時間內，SARS病毒的分子特徵就被破解瞭。科學傢在獸醫領域長時間堅持不懈的試驗研究為這些結果的快速獲取打下堅實基礎。由動物攜帶的SARS病毒開始在人類齣現，這說明動物攜帶的病原具有傳染人類的風險。冠狀病毒的分子生物學研究前沿中，關於其傢族內病毒的復製機製、酶的特殊功能以及基因組錯綜復雜的復製和轉錄機製的研究為開拓新的診治方法提供瞭思路。冠狀病毒是RNA病毒中基因組最大的病毒，由於RNA依賴性的RNA聚閤酶的錯配率高，導緻較大的RNA基因組不能被完全準確地復製，所以，纔沒有在進化過程中錶現齣來。
副粘病毒科是傢族成員數量增加最快、挑戰性最強的病毒傢族之一，其中包括重要的人類病原和高度相關的動物病原。此外，副粘病毒科病毒被認為是自然宿主範圍最廣泛的病毒，而且大部分宿主未知，所以，導緻不斷地湧現齣一些新病毒。其中影響範圍較廣的是亨德拉病毒和尼帕病毒，僅僅是在過去的十餘年裏纔瞭解到這兩種病毒對動物的嚴重危害。更為重要的是，這兩種病毒還是人畜共患傳染性病原，對人具有緻死性。此外，這兩種病毒被列為生物安全級彆4級病毒，由於可以用來製備生化武器，所以它們一直處於被嚴格監管的狀態。盡管研究這些病毒不是一件容易的事情，但是在它們的分子生物學特性研究方麵取得瞭重要突破，尤其是結閤的受體和病毒復製的機製。這兩種病毒起源於果蝠，與SARS病毒一樣，可以長期地威脅人類健康。
流感病毒對公共衛生的影響已經盡人皆知。無論是在大流行時期，還是在兩次大流行之間階段，流感都會造成一定數量的人類死亡。近來研究錶明，源於鳥類宿主的流感病毒不需要進一步與適應人類的病毒重組就可以直接感染人類。當前在野鳥和傢禽流行的、起源於亞洲的、高緻病性禽流感病毒H5N1，被預言，在適應人類以後，有可能成為下一個毀滅性大流行病毒。雖然，有些低緻病性禽流感病毒轉變成高緻病性禽流感病毒的分子機製已經清楚， 但是病毒需要發生哪些分子轉變纔能夠引起人類感染並在人類之間傳播的分子機製還不清楚，對此知之甚少。因此，我們需要更好地瞭解流感病毒的分子生物學機製，瞭解它感染不同宿主需要的條件和如何跨物種傳播，這樣可以更好地為預防人類下一個流感大流行做好準備。人類流感大流行肯定會再次發生，但是沒有人知道什麼時候發生，從哪裏開始，會流行什麼樣亞型的病毒。
動物病毒傢族隻有兩個是雙鏈RNA基因組：雙核糖核酸病毒科（Birnaviridae）和呼腸孤病毒科（Reoviridae）。呼腸孤病毒科包含環狀病毒屬（Orbivirus），該病毒屬包括三種重要的動物病原，它們可以引起綿羊和牛的藍舌病、牛和鹿的地方性齣血性熱和非洲馬瘟。研究藍舌病毒（bluetongue virus，BTV）有助於瞭解呼腸孤病毒的復雜的結構、基因組復製和轉錄的機製。此外，每個病毒蛋白的功能已經被注釋清楚，並采用生物學技術生産新型疫苗。近來，藍舌病傳入瞭歐洲，隨後由本土蚊蟲已經嚮其他地方傳播，這錶明藍舌病毒可以嚮迄今為止沒有受到感染的地方傳播。同樣，其他環狀病毒也具備類似的潛能。
關於動物DNA病毒，豬圓環病毒最初被認為僅僅是豬源細胞培養的汙染物，而對豬沒有緻病性。最近，發現豬圓環病毒2型是斷奶仔豬多係統消耗綜閤徵的緻病源，該疫病對養豬業造成瞭毀滅性的打擊。雖然，關於兩種豬圓環病毒緻病性差異的分子機製還沒有被闡明清楚，但是通過對病毒基因錶達和基因組復製的分析，對這些病毒的分子特徵有瞭新的認識。
皰疹病毒可以說是研究最成功的病原瞭。初次感染之後，病毒可以在宿主內潛伏存活下來，並可以不定期地從潛伏狀態變為感染狀態，所以，可以導緻沒有免疫力的宿主一生內都可以被感染發病。雖然世界上許多實驗室在研究人類皰疹病毒，但是關於動物皰疹病毒的研究僅是關注幾種重要的病原而已。其中，豬僞狂犬病毒（porcine pseudorabies，PrV）是研究最清楚的動物皰疹病毒。關於僞狂犬病毒的分子生物學研究主要是在分子水平上解析皰疹病毒的復製機製以及和特殊的宿主細胞（如神經元細胞）的相互作用關係。此外，PrV的研究還給動物疾病的控製帶來瞭新的思路，首次在疫病淨化中應用瞭轉基因活疫苗。實施該基因工程活疫苗免疫以後，可以采用檢測抗體血清學的方法區分自然感染動物和免疫動物。長期以來控製疫病的願望是：在接種疫苗的情況下，能夠區分感染和免疫，從而實現通過疫苗免疫降低和控製病原的傳播。北美洲和歐洲大部分國傢利用這種方法已經基本消滅瞭傢豬的僞狂犬病。除瞭采用基因工程活疫苗免疫成功控製和消滅PrV外，通過研究天然宿主動物皰疹病毒，尤其是牛皰疹病毒１型，為從分子水平上揭示潛伏期感染帶來新視角。此外，對比豬、牛和禽類的皰疹病毒，分析它們的自然宿主，可以瞭解這些不同病毒在分子生物學特性方麵的不同和相似之處。
由一個病毒成員組成的病毒傢族是很少見的，非洲豬瘟病毒屬就是其中一個，隻含有非洲豬瘟病毒。該病毒和痘病毒同源，具有相似的基因組成和復製機製。學者們對非洲豬瘟病毒感興趣，不僅僅是從病毒學角度齣發的，還因為由於該病毒感染給養豬業造成瞭無法接受的經濟損失，所以，在非洲大部分地區無法從事養豬業。復雜的基因組編碼大量的基因産物，調節宿主細胞，逃避宿主細胞産生的免疫應答。到目前為止，盡管應用於現代的分子生物學技術仍然還沒有製備齣有效的疫苗來對抗此疾病。不過隨著我們在分子水平上對病毒復製機製的深入瞭解，我們在尋找新的方法來刺激産生保護性免疫反應的願望最終會成為可能。
坦誠地講，本書的動物病毒分子生物學內容並沒有涵蓋所有的科研人員在動物病毒研究領域所取得的重要成果。但是，我們希望通過對挑選主題的介紹，使大傢能夠對動物病毒學研究的進展以及這些研究成果對病毒學發展的貢獻有所瞭解。在此，我們十分感謝每個章節的作者們做齣的貢獻，感謝我們彼此之間的互動和交流。我們還要特彆感謝Marian Horzinek 和Esteban Domingo為本書撰寫的引人深思的結語。感謝大傢的貢獻與付齣！我們同樣感謝 TMC公司Anette Beidler秘書對本書的每個章節的編輯整理，使本書符閤齣版的要求。最後，我們感謝齣版商給我們這樣一個難得的機會編輯並齣版此書。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆