武汉大学 - 话题

提到病毒，也许大家再熟悉不过了，熊猫烧香、灰鸽子....哈哈，大家肯定注意到了，我说的是计算机病毒，他们当然不会感染到人体，我今天要说的是生物学上的病毒比如流感病毒，HIV、乙肝病毒。不管是计算机病毒还是生物病毒 他们都有一个共同特点那就是他们喜欢搞破坏，计算机病毒会弄得你的电脑信息泄露、死机甚至崩溃。而生物病毒他们会威胁到人类的生存，比如历史上赫赫有名的天花病毒，这种病毒繁殖快，能在空气中以惊人的速度传播，每4名病人当中便有一人死亡，而剩余的3人却要留下丑陋的痘痕天花，18世纪，欧洲蔓延天花，死亡人数曾高达1亿5千万人以上。甚至更多。病毒的厉害可见一斑。
    由于病毒是目前已知结构最为简单的生命单位，基于它在细胞外的相对简单性和细胞内的病毒与宿主细胞之间相互作用的复杂性的突出特点，由此成为分子生物学研究复制、信息传递、突变以及其它分子生物学问题的理想对象。自从1953年DNA的双螺旋结构理论建立以来，新技术和新方法的广泛应用，使得病毒学的研究步入分子病毒学的发展时期.利用分子生物学方法进行研究，其结果不仅促进了病毒学的研究，反过来对分子生物学的发展也起到巨大的推动作用,我们从几个方面来说明病毒学对现代分子生物学的重要性。
    一、腺病毒载体
    腺病毒载体是全世界从事分子生物学研究实验室广泛使用的一种病毒载体，腺病毒具有易感性、致病力低、宿主范围广、稳定性好、易进行重组DNA操作、病毒滴度高、易于浓缩和贮存以及介导基因转移效率高、能容纳较大基因片段等优点。因而腺病毒载体在疫苗制备，外源基因表达，传染病和遗传病的基因治疗等方面被广泛研究和应用，被认为是基因治疗最有前途的病毒载体之一。
    腺病毒在人和动物中广泛存在,是迄今在形态结构、基因组成和复制机理等生物学特性方面研究得最为详尽的病毒之一。腺病毒无囊膜,直径80～110 nm,呈二十面体对称,线状的双股DNA与核心蛋白形成直径60～65 nm的髓芯,被包裹于衣壳内。
    二、逆转录酶
    又称 RNA 指导的 DNA 聚合酶，是以 RNA 为模板合成DNA的酶。这种酶是 1970 年美国科学家特明 (H. M. Temin) 和巴尔的摩 (D. Baltimore) 分别于动物致癌 RNA 病毒中发现，他们并因此获得 1975 年度诺贝尔生理学或医学奖。
    病毒逆转录酶含 Zn2+，以脱氧核苷三磷酸为底物，从 5’- 到 3’- 合成 DNA，反应需要引物。这个酶在许多方面与 DNA 聚合酶相似。艾滋病毒也是一种反转录病毒。有的逆转录酶已提纯，可作为合成某些特定 RNA 的互补 DNA 的工具酶，也可用于 DNA 的序列分析和克隆重组 DNA。
    三、M13噬菌体与DNA测序
     M13噬菌体是一种丝状噬菌体，内有一个环状单链DNA分子，长6407个核苷酸，含DNA复制和噬菌体增殖所需的遗传信息。
     M13改造的载体可以作为质粒载体使用，如  M13mp18/19，M13含有单链环状DNA。M13mp是野生型经修饰而成的，复制型（RF）为双链环状DNA，可作为克隆载体，常用于双脱氧测序，含有部分LacZ基因，在LacZ基因上含有多隆位点。M13mp18与M13mp19的多克隆位点含有相同的限制性内切酶位点，但方向相反。
     M13mp18/19也可以包装成噬菌体制作单链DNA模板用于DNA测序，是PCR技术建立之前的主要测序手段，Sanger用此材料建立的测序方法获诺贝尔奖。


    四、昆虫杆状病毒表达载体
    昆虫杆状病毒表达载体是全世界范围内各实验室广泛使用另一种真核表达载体。昆虫杆状病毒是最大的环状单一双链DNA 病毒,其基因组在90～230 kb 之间,具有编码上百种蛋白质的能力。该病毒基因组可在昆虫细胞核内进行复制和转录,其巨大的DNA复制后组装在杆状的核衣壳内。由于昆虫杆状病毒DNA 具有大量的非复制必需区,能容许基因缺失或替换,能容纳大片段外源DNA 的插入和表达，且表达的蛋白具有翻译后修饰。
    五、病毒疫苗
    分子病毒学在理论上的迅速发展，给病毒性疾病的防治实践带来了新的突破。如果说，由受染动物组织制备的病毒疫苗为第一代产品；由受染组织培养细胞制备的为第二代；那么，采用DNA重组技术生产的病毒疫苗则为第三代。采用病毒基因重组技术生产的病毒疫苗，对预防病毒性疾病将做出重大的贡献。如每个人小时候都注射接种的乙肝病毒疫苗。
     
    病毒学对分子生物学的贡献远不只此，从历届诺贝尔生理学和医学奖就可以看出来，比如：1966年F.P. 劳斯（美国人）发现肿瘤诱导病毒（VIT）;C.B.哈金斯（美国人）发现内分泌对于癌的干扰作用
    1969年德尔布吕克（德国细菌遗传学家）、赫尔希(美国遗传学家）、卢里亚(S美国微生物学家）发现了病毒的复制和遗传结构复制机制和遗传结构；
    1975年关于肿瘤病毒（TV）和细胞遗传之间的相互作用
    1989年J.M.毕晓普、H.E.瓦慕斯（美国人）发现了动物肿瘤病毒（ATV）的致癌基因源出于细胞基因，即所谓原癌基因
    2008  年德国科学家哈拉尔德·楚尔·豪森因发现人乳突淋瘤病毒（HPV）引发子宫颈癌、两名法国科学家弗朗索瓦丝·巴尔－西诺西和吕克·蒙塔尼发现人类免疫缺陷病毒（HIV）。  

    总之，病毒学对现代分子生物的研究有着重要作用，两者相辅相成，互相促进。尤其是在这个时代，病毒说来就来，非典、禽流感、甲流这些闹的人心惶惶的恐怖名字面前，分子病毒学的研究能让我们更好地了解病毒、防御和抵抗病毒的侵袭、拿病毒为我们所用。在这里，我要真心的告诉那些学弟学妹们:你们当中肯定很多人认为病毒离我们很远，不关我们的事，更有很多人认为病毒学学了没用，选病毒学只是为了拿学分,我要说的是，很多东西往往是在你真正需要他们的时候你才意思到他们有多重要，无论你将来是不是要从事生物方面的工作，有一天，病毒学的知识为你所用时，但愿你不会后悔当初没有好好的学习那门课！
（zz）

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