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微生物学:第四节亚病毒第五节病毒与实践

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文档ID:201258869
微生物学:第四节亚病毒第五节病毒与实践_第1页
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亚病毒研究简表比真病毒更小更简的一类单分子病毒的总称1971年阐明PSTV的病原物为一种具有感染性的低分子量RNA1983年发现VTM0V的病原物中含有两种RNA, 其中大的线状RNA-1和小的环状RNA-2共 有时才具有感染性1982年从羊搔痒病中分离出一种具感染性的蛋白质分子,一、类病毒至今所知的最小、最简的病毒仅含一种成分 RNA 病毒为106Da 类病毒为105Da)专性细胞内寄生的分子生物,1、PSTV类病毒的结构裸露的闭合环状RNA分子整环由2个互补的半体 所组成整个棒状结构中含27个内环,2、类病毒在生命科学中的意义为探索生命起源提供了一个新的低层次上的好对象为研究生物大分子的结构与功能的好材料为寻找动、植物的各类疑难杂症的病因提供了新思路为有关生命本质的认识将带来革命性的影响,二、拟病毒最小、最简,仅含一种RNA,是专性病毒体内伴生的分子生物,1、拟病毒与类病毒的异同,同:均为单链环状RNA,分子量105Da异:,2、拟病毒的生物学意义,探索RNA结构与功能及两种RNA间的依存和感染关系构建拟病毒类弱毒疫苗探讨生命本质及起源等问题,三、,1、朊病毒(PRION “普列/利昂”)的其他特点能侵染动物宿主细胞在宿主细胞内复制小分子量、无免疫性、疏水蛋白质朊(Prion):蛋白质性感染物,2、朊病毒只有蛋白的感染因子朊病毒(Prion):蛋白质性感染物神经系统退化,行动失控,脑组织海绵化3、朊病毒引起的常见疾病,(1) 羊搔痒病,1935年英国人用绵羊跳跃病羊脑组织福尔马林灭活疫苗接种羊群,引致1500多只绵羊发生痒病,首次证实此病具有传染性。

痒病广泛分布于欧洲及北美,亚洲和非洲散发找不到基因组的传染病,细胞基因,细菌,噬菌体,搔痒病,紫外线对核酸有修饰作用紫外线照射造成基因突变,使病毒失活,细胞生长停滞,或形成肿瘤但羊搔痒病病原不受紫外线的影响,一种蛋白质:PrP,245个氨基酸组成,是正常细胞基因的产物正常细胞生产PrPc,分布于细胞表面,参与细胞吸收铜离子在特定情况下,PrPc经修饰后变成PrPScPrPSc能将PrPc转化为PrPScPrPSc能凝聚成纤维状沉淀纤维状沉淀造成神经细胞凋亡,朊造成羊脑部空洞,(2) 疯牛病(BSE),牛海绵状脑病(Bovine spongiform encephalopathy,BSE),1986年在英国发现,俗称“疯牛病”往往突然发作,表现为颤抖、感觉过敏、体位异常、后肢共济失调、有攻击行为甚至狂暴,产奶减少,体重下降病程23周,长者可达1年,最终死亡感染牛多为35岁,22月龄即有发病记载朊病毒与疯牛病,疯牛病造成脑部空洞,英国疯牛病发病数,疯牛病的来源,从非洲非法进口的羚羊?,疯牛病的传播,用动物残渣,包括动物尸体经加工后制成“肉骨粉”作为饲料朊具有很强的抗热性能,难以完全灭活,(3)朊引起的人的疾病,Kuru病:人海绵状脑病发生于太平洋岛国巴布亚新几内亚的Kuru地区当地有食用死人的陋习陋习被制止后,疾病也随之终止,巴布亚新几内亚,Kuru脑病引起的脑部空洞,Kuru脑病的刷状结构,CJD人克雅氏综合征,CJD:Creutzfeldt-Jakob Disease家族性或零星偶发引起类似脑病主要发生在老年人(60岁)正常情况下不传染可通过移植手术,或污染的外科手术器械传染,CJD主要发生在老年人,nvCJD人克雅氏病的新变异,1996年,疯牛病大爆发刚过,英国发生了十多起CJD与一般的CJD不同,接近Kuru病:均发生于年轻人,平均死亡年龄27.5岁病症与典型的CJD有所不同,开始主要是焦躁,抑郁;然而伴随颤抖,行动不协调,神经系统病变发生较晚,从发病到死亡约16个月(CJD:6个月)是由于疯牛病病原感染的结果主要发生在英国,现已有97个病例,英国历年CJD的发生情况,疯牛病从牛到人,曾进口英国肉骨粉饲料的国家和地区,4、朊病毒的结构,电镜下呈杆状颗粒,直径25nm,长125150nm杆状颗粒呈丛状排列,每丛从几十至上百蛋白质分子量为2.7万3万,无免疫原性,5、朊病毒的致病性,导致动物中枢神经系统退化、 紊乱等疾病使动物出现 脱毛、皮肤骚痒、 失去平衡和后肢麻痹等症状可以传染给人类,朊病毒:新的遗传机制?,6、朊病毒的生物学意义,使生物学遗传信息传递的“中心法则”受到冲击为蛋白质的结构与功能研究提出新思路,朊病毒假说 1,朊病毒假说认为,破坏性蛋白质是包括疯牛病、羊瘙痒症在内的多种致命性神经系统疾病的病因。

根据朊病毒假说,致病蛋白质PrPSC能在大脑内自我复制,数量不断增加,直至形成纤维,破坏神经细胞,并最终杀死动物朊病毒假说 2,PrPSC和大脑中正常的蛋白质PrPC具有相同的氨基酸序列,但却折叠成不同的三维形状它能改变所遇到的任何PrPc的形状,变形成为一个新的PrPSC分子,这个新生PrPSC分子反过来又可改变更多PrPC分子的形状尽管近来的研究已经给朊病毒假说提供了强有力的支持,但还缺少一个重要的实验佐证:尚无人利用体外合成的纯净PrPSC诱导健康动物患上朊病毒症实验佐证,据2005年4月22日出版的细胞杂志报道,美国得克萨斯大学加尔维斯敦医学分部的神经生物学家Claudio Soto及其同事正在接近这一目标为了制造更多PrPSC,Soto小组在试管中完成了20次“感染”过程在第一次感染中,研究小组将健康脑组织和被羊瘙痒症感染的动物脑组织混合到一起就像那些初次接触病毒的动物一样,健康脑组织中的PrPC被转变成了PrPSC实验佐证,在接下来的若干次感染中,他们用前一次被感染的脑组织去感染新的健康脑组织经过这一过程,最初的少量启动分子产生了数十亿个PrPSC分子尽管部分羊瘙痒症病源组织被带入了最初的几次感染过程,但它们最终也会被稀释,直到从样本中清除出去。

不过,脑组织依然具有很强的传染性,注入仓鼠大脑后能有效地引发羊瘙痒症对实验佐证的质疑,加州大学旧金山分校的神经生物学家Giuseppe Legname指出,问题在于,由于研究人员是从感染了羊瘙痒症的脑组织入手,而不是纯PrPSC,因此其他一些与羊瘙痒症有关的因素可能和PrPSC一起被扩增了但Legname也表示,该系统可以用来检测被感染动物血液中的低水平朊病毒他说,为了降低朊病毒通过食物或医学血液制品传播的几率,这种检测“绝对必要”朊病毒的两面性:有助于记忆,哥伦比亚大学艾里克-坎德尔等发现,一种名为CPEB的朊蛋白样的蛋白质,可能有助于神经细胞对记忆的储存在大脑中的短暂电信号可能使CPEB转变为朊蛋白构型,从而有助于建立长久记忆CPEB是海蛞蝓(音:KUOYU,一种软梯动物,身体象蜗牛,但没有壳,吃蔬菜或瓜果的叶子,对农作物有害)的蛋白质,它位于神经细胞之间的突触连接处活性CPEB蛋白能够促使其他蛋白质的产生,使得神经细胞与临近神经原之间建立和维持更为密切的新联系,该过程就是记忆的基础人类和哺乳动物含有CPEB蛋白质,如果能够搞清其作用的话,将会是相当有意义的7、预防与控制,用污染朊病毒的肉骨粉作饲料喂牛是导致BSE的病因。

自2000年起,欧盟国家已全面禁止使用现在认为,人类的新型克雅氏病与食用污染朊病毒的牛肉有关,因此受到高度重视有证据表明,朊病毒无宿主特异性,可使其他反刍兽和猫发病通过口服或脑内接种,可在绵羊、山羊、貂、绒猴、鼠猴、小鼠及仓鼠传代。

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