A型流感病毒RNA节段特异性非编码区在病毒复制中的作用研究

【摘要】流感(Influenza)是一种严重威胁人类健康和公共卫生安全的呼吸道传染病,A型流感病毒(influenzaAvirus,IAV)是其主要病原体。IAV是一种基因组分8个节段的单股负链RNA病毒,各基因组片段RNA的主要结构组成包括一个长的编码区和位于两端较短的非编码区。从基因的分类来看,流感病毒基因属于真核基因的范畴,而真核基因的非编码区序列作为重要的顺式作用元件对基因的表达调节发挥着重要的作用。但是,目前对流感病毒基因组非编码区在病毒基因表达调节过程中所发挥的作用还缺少系统性研究。而这一问题的深入研究,对于我们进一步了解病毒的复制与致病机制有重要理论意义,也将为疾病的防治工作提供重要信息。在本研究中,我们通过生物信息学方法,对流感病毒各基因片段的非编码区进行了大规模序列比对分析,全面展示了流感病毒非编码区的序列特征。在此基础上,我们在流感病毒小型复制子系统中研究了各基因片段的非编码区对于病毒RNA合成和蛋白表达的影响。结果表明,流感病毒各基因片段的非编码区不但对病毒RNA合成有着重要影响,而且能够在翻译水平上对病毒蛋白的表达发挥着调节作用。其中最为明显的是,PB1基因非编码区在翻译水平介导了相对低水平的蛋白表达。我们的研究发现,在PB1基因的非编码区内,以基因-3位碱基“U”为特征的非优势Kozak序列导致了PB1非编码区在翻译水平介导了蛋白的低水平表达。通过在该位点引入-3U-A突变优化PB1基因的Kozak序列,虽然能够提高突变病毒在感染过程中PB1蛋白的表达量,但该突变病毒在复制过程中所能达到的最高滴度要比野生型病毒低10倍,即呈弱毒表型。进一步的研究表明,优化PB1基因的Kozak序列所引起的PB1蛋白的过表达,不但致使突变病毒RNA合成动态发生改变,而且使得突变病毒诱导宿主细胞产生了较高水平的Ⅰ型干扰素。另外,我们对流感病毒非编码区中毗邻于病毒启动子的保守碱基(3’端13-14位碱基与5’端14’-16’位碱基)的功能进行了研究。结果表明,3’端13位碱基与5’端14’位碱基所形成碱基配对使得启动子的“茎”部进一步得到了延伸,这对于病毒启动子功能的发挥非常关键。同时,研究结果也提示我们,这些保守的碱基序列还可能参与了如病毒基因组RNA的包装等病毒复制周期中的其他过程。总之,本研究全景展示了流感病毒各基因片段非编码区的序列特征,并比较全面地研究了其对于病毒RNA合成与蛋白表达的影响。在此基础上进一步揭示了PB1非编码区在翻译水平上介导PB1低水平表达的机制和生物学意义,即流感病毒在长期的进化过程中,其PB1基因获得了一个高度保守和特异的非优势Kozak序列来调节PBl蛋白的表达量,从而优化病毒复制动力学和避免过度激活宿主抗病毒天然免疫应答。另外,我们还初步揭示了病毒片段特异性非编码区中毗邻于病毒启动子的保守核苷酸残基的功能。上述研究的完成,进一步丰富了我们对于A型流感病毒非编码区的认识,也为我们理解A型流感病毒的基因表达调控和病毒免疫逃避机制提供了一个新的视角。
【作者】王景锋；
【导师】洪涛；邓涛；
【作者基本信息】北京协和医学院，病原生物学，2014，博士
【关键词】A型流感病毒；片段特异性非编码区；基因表达调节；非优势Kozak序列；干扰素；保守核苷酸残基；

【参考文献】
[1]刘亮.基于ARM的煤矿瓦斯监控分站的设计[D].兰州理工大学,测试计量技术及仪器,2014,硕士.
[2]黄凤.部分呼出气一氧化氮检测在肺炎支原体肺炎中的意义[D].苏州大学,儿科学（专业学位）,2013,硕士.
[3]王涛,姜伟.中日服务业产业内贸易问题实证研究[J].世界经济研究,2010,06:51-56+88.
[4]黄猛.石墨烯基复合材料的合成及相关电化学性能研究[D].湖北民族学院,化学工程与技术,2014,硕士.
[5]刘鑫.几种酸性土壤活性锰变化特征及在油菜上的反映[D].华中农业大学,植物营养学,2001,硕士.
[6]高莹.基于环境心理学的老年人疗养中心设计方法的研究[D].长安大学,建筑设计及其理论,2014,硕士.
[7]孟磊.JD建筑装饰企业的发展战略研究[D].湖南师范大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[8]朱照泽.基于WIM数据的上海长江隧桥箱梁细节寿命评估[D].南京航空航天大学,工程力学,2013,硕士.
[9]李香清.著作权默示许可制度研究[D].厦门大学,民商法学,2014,硕士.
[10]柳军.直升机旋翼多点协调加载计算机控制系统[D].西北工业大学,机械电子工程,2004,硕士.
[11]王益强.ERP在电力企业财务管理中的应用研究[D].武汉纺织大学,工商管理,2014,硕士.
[12]翟小清.微波合成纳米氧化锌及其光催化性能[D].东北石油大学,化学工程（专业学位）,2013,硕士.
[13]燕小辉.自动化加工范式下效价、唤醒度、基本情绪之间关系的ERP研究[D].信阳师范学院,发展与教育心理学,2014,硕士.
[14]陈江.大学生互联网使用行为、网络成瘾状况及其影响因素研究[D].贵州师范大学,基础心理学,2004,硕士.
[15]王昕.变电站高压电容型设备绝缘在线监测系统的研究[D].华北电力大学（河北）,2003.
[16]贺春峰.车辆数据管理系统的设计与实现[D].长安大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[17]刘石磊.诺贝尔奖背后的故事[J].今日科苑,2012,20:76-77.
[18]季顺迎.渤海海冰数值模拟及其工程应用[D].大连理工大学,2001.
[19]薛悠然.汉泰语中含有爬行动物词语成语的对比研究[D].广西民族大学,语言学及应用语言学,2013,硕士.
[20]朱道斋.建筑节能减排政策评价研究[D].北京交通大学,2014.
[21]许敏.嵌入式移动实时数据库关键技术的研究与实现[D].西安电子科技大学,软件工程,2011,硕士.
[22]马石子.英美澳三国小知女性形象的比较研究[D].东北师范大学,文艺学,2014,博士.
[23]朱伟宁.不同微生物形成类腐殖物质固碳研究[D].吉林农业大学,环境工程,2012,硕士.
[24]张庆明.阻断水貂肠炎细小病毒感染F81细胞的多肽筛选与验证[D].吉林大学,动物营养与饲料科学,2013,硕士.
[25]刘景世.线路走径图系统设计与研究[D].西安工业大学,计算机技术,2014,硕士.
[26]邢珍珍.新疆藁本中酪氨酸酶抑制成分的高效液相色谱筛选研究[D].塔里木大学,生物化学与分子生物学,2013,硕士.
[27]丁春生,曾海明,黄燕,彭芳,徐召燃.电絮凝法处理偶氮染料废水的脱色试验研究[J].印染助剂,2012,03:39-41.
[28]廖怀庆,刘东,黄玉辉,陈羽,柳劲松.基于大规模储能系统的智能电网兼容性研究[J].电力系统自动化,2010,02:15-19.
[29]郭珺.RNA干扰非肌细胞肌球蛋白重链ⅡB对MCF-7细胞生物学行为的影响[D].吉林大学,病理学与病理生理学,2013,硕士.
[30]荆留纪,刘新伟,徐宏涛.三环传动机构应用推广的设想[J].一重技术.2001(04)
[31]赵圣亮.对含气层反射波频率降低现象的认识[J].石油地球物理勘探,1987,01:24-27+51.
[32]桂卫华,李勇刚,阳春华,陈志盛.基于改进聚类算法的分布式SVM及其应用[J].控制与决策,2004,08:852-856.
[33]马莉,达飞鹏,吴凌尧.带马尔科夫跳的模态相关时变时滞随机系统的状态反馈控制器设计(英文)[J].自动化学报,2010,11:1601-1610.
[34]柳胜国.论图书馆的知识管理[J].宝鸡文理学院学报(社会科学版),2004,03:103-105.
[35]董世桃.人羊膜上皮细胞和人羊膜间充质干细胞移植改善阿尔茨海默病大鼠认知功能和减轻神经病理损伤[D].遵义医学院,生物化学与分子生物学,2014,硕士.
[36]李晓.基于视频的交通安全预警系统研究[D].长安大学,交通信息工程及控制,2014,硕士.
[37]石军奇.基于DSP的有源电力滤波器的研究与设计[D].南昌航空大学,控制工程（专业学位）,2014,硕士.
[38]李竹.对英语报纸社论的积极话语分析[D].苏州大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[39]曾征.电子水准仪室内检定方法的研究[D].华南理工大学,仪器仪表工程,2012,硕士.
[40]晏妮.大学英语口语探究式教学中教师的角色研究[D].宁波大学,英语语言文学,2013,硕士.
[41]刘月坤.俄罗斯农业改革研究[D].黑龙江大学,俄语语言文学,2013,硕士.
[42]何海玲.中学生语法意识提升的研究[D].四川外国语大学,英语语言文学,2013,硕士.
[43]张淼禹.非均匀辐射供冷环境人体热舒适研究及设计优化[D].长安大学,供热、供燃气、通风及空调工程,2014,硕士.
[44]张帅.LTE下行链路信道估计技术研究[D].西南交通大学,通信与信息系统,2014,硕士.
[45]宋建业,李慧,王引乾.路局货运工作统计信息管理系统开发研究[J].铁路计算机应用.1998(04)
[46]吴春梅.改革开放以来党对马克思主义民族问题理论的发展研究[D].西南大学,马克思主义中国化研究,2014,硕士.
[47]赵纪元.数据挖掘在CRM中的应用[J].互联网周刊,2001,43:64-65.
[48]W.XM.圣泉集团生物质石墨烯问世[J].军民两用技术与产品,2014,12:31.
[49]王娜.重庆市城镇化健康发展水平研究[D].西南大学,人文地理学,2014,硕士.
[50]包曙光.从语用角度分析东北乡村生活中的礼貌现象[D].上海外国语大学,英语语言文学,2012,硕士.