动物病毒分子生物学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

[德] Thomas C.Mettenleiter，[西] Francisco Sobrino 著，张杰 译

图书标签:

• 动物病毒学
• 病毒分子生物学
• 病毒学
• 动物科学
• 生物化学
• 分子生物学
• 医学
• 微生物学
• 生命科学
• 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

内容简介

该书介绍了动物病毒病的研究历史及分类、动物病毒病的研究进展、动物病毒病的症状及防治技术等。该书适合动物医学专业的科研人员、大专院校师生参考。

作者简介

张杰，博士，中国农业科学院兰州兽医研究所研究员。从事家畜病毒病研究，发表科技论文多篇。

目录

第一章口蹄疫病毒()
摘要()
基因组结构()
病毒基因组5′端结构及功能()
FMDV内部核糖体进入位点：蛋白合成控制()
IRES结构与功能的关系()
IRES与蛋白的相互作用 ()
IRES—蛋白相互作用：在组织嗜性及病毒致病性中的作用()
蛋白合成起始密码子的选择()
病毒多聚蛋白 ()
病毒3′端（结构和功能）()
病毒粒子：结构与特性()
宿主细胞间相互作用()
体内致病机理()
致谢()
参考文献()
第二章瘟病毒分子生物学()
摘要()
瘟病毒概述()
分类学()
培养()
病毒粒子的结构和物理性质()
结合和入侵()
基因组结构()
病毒蛋白的生物合成与功能()
Npro自体蛋白酶()
瘟病毒的结构蛋白()
瘟病毒的非结构蛋白()
复制()
病毒粒子的装配和释放()
瘟病毒引起的疾病()
古典猪瘟 ()
边界病()
牛病毒性腹泻/黏膜病()
发病机制()
古典猪瘟()
牛病毒性腹泻()
黏膜病()
致细胞病变型BVDV（cp BVDV）的生成与表征()
流行病学()
瘟病毒感染的诊断、监测及控制()
病毒检测()
血清学诊断()
监测和控制()
参考文献()
第三章动脉炎病毒()
摘要()
前言()
分类和基因组学()
生命周期和基因表达()
动脉炎病毒RNA合成()
动脉炎病毒复制酶()
病毒粒子和结构蛋白()
演变()
重组()
准种()
遗传变异和分子流行病学()
细胞嗜性、流行病学、临床症状和致病机制()
EAV()
PRRSV()
LDV()
SHFV()
诊断()
EAV()
PRRSV()
LDV()
SHFV()
免疫反应()
EAV ()
PRRSV()
LDV()
SHFV()
疫苗接种和治疗措施()
EAV()
PRRSV()
LDV和SHFV()
展望()
致谢()
参考文献()
第四章冠状病毒的复制及与宿主的相互作用()
摘要()
前言()
冠状病毒的致病机制()
冠状病毒的结构和基因组表达()
冠状病毒的复制()
冠状病毒的转录()
冠状病毒感染对宿主细胞的作用()
病毒感染对细胞翻译的影响()
冠状病毒感染对细胞转录的影响()
冠状病毒感染对细胞周期和凋亡的影响()
冠状病毒感染对宿主系统的影响()
由冠状病毒构建的表达系统()
冠状病毒载体的安全性()
致谢()
参考文献()
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简史 ()
发病机理()
遗传学()
亨尼帕病毒基因组结构和编码蛋白()
尼帕病毒株的变异()
病毒的生命周期 ()
病毒进入细胞 ()
副粘病毒的复制()
病毒mRNA的合成()
病毒基因组的合成()
病毒基因组的衣壳化()
“六倍法则”()
尼帕病毒和亨德拉病毒N蛋白与其他蛋白间的相互作用()
尼帕病毒L蛋白()
病毒的组装和释放()
反向遗传学()
微基因组系统()
复制子系统()
全长病毒拯救系统()
亨尼帕病毒的表面蛋白()
融合糖蛋白（F）()
融合蛋白的裂解()
融合蛋白的糖基化()
七肽重复区（HR）()
附着糖蛋白（G)()
结构和抗原性()
受体结合域()
亨尼帕病毒受体及对发病机制的影响()
免疫学()
疫苗接种策略()
先天免疫抑制()
结论()
致谢()
参考文献()
第六章禽流感：分子致病机理和宿主范围()
摘要()
前言()
甲型流感病毒的分类、结构和生命周期()
禽流感历史()
发病机制()
生态和进化()
近期对人的传染()
血凝素的蛋白水解激活决定致病性()
血凝素的受体特异性：宿主范围的决定因素()
流感病毒的受体：唾液酸()
禽流感病毒的受体特异性：SIA-GAL联动识别()
受体特异性和大流行()
源于不同禽类物种病毒的与众不同的受体特异性()
病毒RNA聚合酶：寄主范围和致病性的决定因素()
聚合酶介导的转录和复制()
聚合酶具有高突变率作用()
聚合酶复合物重组可能会改变毒力()
单一聚合酶突变可增加毒力和转录/复制活性()
多聚酶突变调解禽流感病毒对哺乳动物宿主的适应能力()
结论()
致谢()
参考文献()
第七章蓝舌病毒分子解析()
摘要()
前言()
BTV外衣壳结构及其在病毒入侵中的作用()
核结构及其组分()
核心的三维结构()
VP7的三维结构()
VP3的三维结构()
RNA的基因组结构()
内部小蛋白的排列()
构成转录复合体的小蛋白的酶活性()
解旋酶活性()
RNA依赖的RNA聚合酶活性()
BTV mRNA的加帽活性()
蛋白质的合成和复制()
NS1蛋白及其在被感染细胞组装成微管()
病毒装配位点、包涵体和NS2的作用()
衣壳装配途径()
VP3壳在核心装配中起主要作用()
VP7分子组装入VP3壳所需的内部分子和分子之间的相互作用()
外衣壳层与核心层表面VP7之间的相互作用()
BTV释放和宿主蛋白参与病毒的释放()
BTV结构疫苗设计()
结束语和未来展望()
参考文献()
第八章猪圆环病毒分子生物学()
摘要()
猪圆环病毒概论()
圆环病毒分类学()
病毒粒子结构()
PCV1和PCV2的致病机理()
PCV的分子生物学()
PCV的基因组结构()
病毒开放阅读框ORFs和蛋白()
PCV的转录()
入侵细胞()
复制因子()
病毒蛋白定位()
Rep和 Rep′蛋白调节DNA复制()
与DNA相结合()
DNA抑制()
DNA复制的终止()
抑制DNA的催化中心的图谱()
PCV蛋白与宿主因子的相互作用()
PCV的RCR复制方式模型()
结论()
致谢()
参考文献()
第九章动物疱疹病毒分子生物学()
摘要()
前言()
动物疱疹病毒()
伪狂犬病病毒()
伪狂犬病毒粒子的组成()
伪狂犬病病毒复制()
感染入侵()
易位到细胞核()
转录和基因组复制 ()
衣壳形成()
核出口()
生成次级囊膜()
释放()
伪狂犬病毒基因和蛋白质的功能总结()
病毒与宿主细胞的相互作用()
伪狂犬病毒潜伏期()
伪狂犬病病毒免疫学()
伪狂犬病毒的神经嗜性()
伪狂犬病控制：应用分子生物学()
牛疱疹病毒1（BHV-1）()
BHV-1基因表达()
BHV-1潜伏期()
禽传染性喉气管炎病毒（ILTV）()
传染性喉气管炎病毒转录物和蛋白质()
传染性喉气管炎病毒DNA的复制和病毒形态发生()
体内复制、致病性和防控()
基因工程传染性喉气管炎病毒突变体()
致谢()
参考文献()
第十章非洲猪瘟()
摘要()
引言()
病毒基因组()
基因组变异()
基因编码()
参与DNA复制和修复以及mRNA转录和加工的蛋白质()
编码其他酶的基因()
编码结构蛋白的基因()
编码参与宿主防御逃逸蛋白的基因()
多基因家族()
结构()
复制周期()
进入()
mRNA的转录()
组装()
病毒释放()
逃避宿主的防御()
信号通路调节()
细胞凋亡()
黏附蛋白()
影响病毒毒力或嗜性的基因()
宿主细胞对于非洲猪瘟病毒感染的反应()
未来展望()
致谢()
参考文献()
结语动物病毒学：进化的使然()
致谢()
参考文献()

精彩书摘

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疮病毒属（又称为口蹄疫病毒属）的典型代表性成员，这种小核糖核酸病毒是一种能在全球范围内导致牛发生急性系统性水疱病的病原体。在此，我们阐述了一些与这种高变异性和高传染性病毒有关的分子生物学方面的问题，并重点描述了病毒的基因组构成以及基因的表达控制机制，这些有助于了解该病毒的感染周期。感染后，构成病毒基因组的单链正义RNA不依赖于帽子结构而是通过内部核糖体进入位点（IRES）很快进入高效率翻译期，在此过程中病毒蛋白酶的表达抑制了细胞蛋白质的合成。在翻译过程中，由病毒自身编码的蛋白酶同步加工处理生成的多聚蛋白，从而释放出不同的成熟蛋白。病毒RNA和蛋白质与宿主细胞的不同成分相互作用是导致病毒致病的关键因素。若想有效防控口蹄疫病毒致病以及疫病蔓延，需要深入了解病毒感染周期的分子机制。
FMDV是口蹄疫(Foot-and-mouth disease，FMD）的致病原。FMD是传染性最高的最重要的家畜疫病之一，引起急性系统性水疱病，在世界范围内流行，被国际兽医局（OIE）列为A类动物传染病之首(Sobrino et al��,2001)。FMDV只感染偶蹄动物，主要是牛、猪、绵羊、山羊(Thomson et al��,2003)。在口蹄疫流行地区，通过常规疫苗免疫控制口蹄疫，而无口蹄疫国家则是通过采取严格限制源自口蹄疫疫区的动物及其相关制品的流通和贸易手段防控口蹄疫(Sutmoller et al��,2003)。
从分类学上划分，FMDV属于小RNA病毒科口蹄疫病毒属。一些小RNA病毒能够导致人类重大疾病的发生，例如隶属该科的在分子水平上研究最广泛的脊髓灰质炎病毒。FMDV具有很强的基因和抗原变异能力，根据诱导动物交叉保护能力的不同，将其分为7个血清型，即A、O、C、Asia1（亚洲1型）、SAT 1（南非1型）、SAT 2（南非2型）和 SAT 3（南非3型）。Domingo以及其合作者以FMDV作为模型研究RNA病毒的遗传变异性（Domingo et al��,1992)。这些早期研究结果为研究RNA病毒群体的准种结构特征提供了有益信息，有助于了解其生物学特性。在早期进化阶段，地球上大分子复制时会出现的一系列相关但不相同核酸分子，准种概念最初就是基于这样的理论基础提出来。准种概念首次在噬菌体Qβ群体上得到了实验性证实，继而RNA病毒特征也证实了准种的存在，因为RNA病毒是由众多的变异体（准种）组成，在保持高突变率和选择压力下的竞争适应之间保持一种复杂的动态平衡。关于FMDV生物学的这些方面的讨论超出了本章的范围，感兴趣的读者可以去查看这些更详细的内容(Domingo et al��,2006；2004；2001)。
FMDV可以有效感染几种原代细胞和一些传代细胞系，例如BHK-21和IBRS-2。腹腔接种FMDV会导致乳鼠死亡，该方法已经被用于测定病毒滴度。将体外转录的RNA直接接种给小鼠可以拯救细胞培养无法生长的病毒，使其恢复感染性(Baranowski et al��,2003)。经过连续传代后，FMDV能够适应在豚鼠内繁殖。豚鼠是FMDV的模式动物，已经用于病毒的免疫学和嗜性分析(Francis et al��,1987；Nunez et al��,2001)。FMDV可以在培养的细胞建立起可持续性感染。在细胞传代过程中，病毒（相对于亲本细胞BHK-21而言，病毒毒力有所增强）和细胞（对原代病毒的抵抗力越来越强）发生了共进化(de laTorre et al��,1988)。
在过去几年里，一些关于病毒感染周期的分子机制及其对病毒毒力、嗜性、和疾病防控方面影响的相关信息已经逐渐被揭晓。当前，FMDV仍然是一个巨大的威胁，还需要进一步的研究，去阐明与病毒致病性和疾病预防有关的分子机制。
基因组结构
与所有的小核糖核酸病毒一样，FMDV基因组为正义RNA，全长大约为8 500个核苷酸（nt）（图1��1）。FMDV单拷贝基因组包裹在由4种结构蛋白即VP4（1A）、VP3（1C）、VP2（1B）和 VP1（1D）各60个拷贝组成的蛋白衣壳内。病毒RNA含有一个开放阅读框（open reading frame,ORF），两侧翼为含有顺式作用元件的非编码区（non-coding regions,NCRs），参与病毒复制和基因表达（图1��1）。RNA的3′端被多腺苷酸化，形成了Poly(A)尾巴。与大部分细胞mRNAs相比较，FMDV基因组在5′端没有帽子结构，但是由病毒自身编码的小蛋白，VPg (3B)，共价偶联到5′末端。
病毒RNA具有感染性(de la Torre et al��,1987)，利用该特征可以构建出感染性cDNA克隆 (Zibert et al��,1990)，这是研究病毒基因产物功能和RNA模体（motifs）的有用工具。病毒基因组携带有全部信息，能够取代宿主机能、关闭细胞蛋白质合成、仅允许病毒自身RNA和蛋白质在感染细胞内生成 (Belsham and Martínez-Salas,2004)。病毒复制的整个周期都是在细胞质内完成的。病毒RNA被翻译成多聚蛋白，在翻译的同时，病毒蛋白酶 Lpro 和 3Cpro将聚蛋白加工处理为成熟的蛋白产物（图1��1）。
在这些产物中，RNA依赖性RNA聚合酶3Dpol能够以正链RNA为模板生成负链RNA，再以此负链RNA作为模板链合成正链RNA。生成的一些正链RNA被包裹入病毒衣壳中组装成新的感染性病毒粒子。
图1��1FMDV基因组示意图
图1��1中注明了FMDV RNA相关结构域以及聚蛋白裂解后的成熟病毒蛋白，详细信息请参阅下面文本内容。
病毒基因组5′端结构及功能
FMDV 基因组5′端非编码区（5′NCR）长约1 300nt，包含有病毒复制和翻译起始所需的核酸序列。当我们研究分析此序列时发现了一些结构和功能元件。在RNA的5′末端有一段长约360个碱基左右的核苷酸序列，被命名为S片段，据推测该片段形成了一个大的发卡结构（图1��1）。采用oligo（dG）和RNase H处理病毒RNA后产生两个片段，其中较小的一个是S片段。研究表明FMDV的S片段负责与核酸3′端发生RNA/RNA相互作用(Serrano et al��,2006)。采用S-RNA标记探针和细胞蛋白抽提物进行紫外交联实验，结果表明，p116和p47两种细胞因子，推测可能是poly(rC)结合蛋白(PCBP)与S片段发生相互作用。脊髓灰质炎病毒(PV)的5′端也有类似元件，尽管二级结构不同，但已证明它能与一些病毒蛋白（3CD前体）和细胞蛋白(PCBP2)发生相互作用(Gamarnik and Andino,1997；Parsley et al��,1997)。Poly(A)结合蛋白(PABP)可以与PCBP及3′端的Poly(A)发生相互作用。一些学者认为这些相互作用在从翻译到复制的转变过程中起着重要作用。病毒RNA在由衔接5′端和3′端的蛋白桥作用下会发生环化，在此过程中，这种相互作用也会发挥作用(Gamarnik and Andino,1998；Herold and Andino,2001)。在5′端的S片段之后是多聚胞苷酸poly(C)片段（图1��1中Cn标识），polyC片段是小核糖核酸病毒科大部分心病毒属病毒的共有特性。poly(C)片段的长度从80～400nt不等，在FMDV田间分离株中一般都是200nt左右 (Brown,1972；Harris and Brown,1977)。关于poly(C)长度对感染力的影响还不太清楚，研究结果也不一致，引发了争议。在poly(C)的下游有一段长约250nt的序列，推测包含多个假结，2～4个不等，数量与不同的分离株有关(Escarmis et al��,1995)。有趣的是，在心病毒属中，假结被推测位于poly(C)的5′端一侧，这意味着假结和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′端结构指导RNA依赖性的RNA聚合酶3Dpol识别病毒基因组。在过去的几年里，有证据表明肠病毒、鼻病毒和心病毒的复制都需要内部RNA序列 (McKnight and Lemon,1998；Goodfellow et al��,2000；Gerber et al��,2001)。此段序列被称为顺式复制元件“cis-acting replication element”(cre)，包含一个保守基序AAACA，位于一个稳定的茎环结构末端的环内。人类鼻病毒 (HRV-14、HRV-2)、心病毒以及PV的Cre元件分别位于1D、2A、1B和2C区域内。
去除Cre元件不会导致功能丧失。现已证明，在病毒RNA聚合酶的作用下，PV 和HRV-2 的cre序列在VPg (3B)尿苷酰化中起到模板作用 (Paul et al��,2000；Gerber et al��,2001)。此反应是随着UMP分子共价结合到位于VPg末端的酪氨酸羟基上开始的，产生了VPgpU 和/或 VPgpUp，作为RNA合成的引物。该过程被认为是PV RNA复制的关键步骤。
已有相关研究结果表明在FMDV基因组的5′ NCR存在cre结构，就位于IRES的上游(Mason et al��,2002)(图1��1)。Cre包含AAACA基序，将野生型cre插入3′NCR能够使cre缺陷型的RNA转录本恢复复制能力。此发现与以前的研究结果相符，缺失94%P1编码区的FMDV突变株仍然可以有效复制(McInerney et al��,2000)。基因组非编码区存在cre元件是FMDV的一个特征性结构，这表明小核糖核酸病毒科病毒在复制阶段采用了不同的复制方式。此外，有报道发现存在一种ts FMDV RNA突变体，这种突变体在保守的茎环结构区有一个不稳定性的变异。这种变异可以通过另外一种在基因组其他区域有缺失的ts FMDV RNAs进行反式互补(Tiley et al�保� 2003)。因此，建议cre应该被重新命名为3B-尿苷酰化位点。IRES（内部核糖体进入位点）位于Cre元件下游，与Cre有部分重叠。所有的小核糖核酸病毒都有IRES，它是一种复杂的高度结构化原件，长约450nt，负责病毒RNA上蛋白质合成的内部非帽子结构的起始。
FMDV内部核糖体进入位点：蛋白合成控制
进入细胞后，病毒RNA的释放和翻译是病毒复制周期的第一步。与所有的核糖核酸病毒一样，由于某些因素FMDV 基因组的5′端非编码区（5′NCR）的基因结构与扫描模式不太兼容。首先，基因组的5′端有一个病毒编码蛋白VPg，共价偶联于末端核苷酸上。其次，5′NCR的长度从700～1 300nt不等，含有一些独特的高度结构化的区域。最后，非帽子结构的5′NCR有超过10个的AUG密码子不能作为起始密码子。
FMDV病毒RNA编码的蛋白质合成是由IRES元件驱动起始的(Martinez-Salas et al��,2001)。在转染细胞和网状细胞裂解液中，FMDV基因组的IRES可以有效驱动其下游第二个顺反子合成蛋白质(Martinez-Salas,1999)。对于大多数依赖于帽状结构的细胞mRNAs来说，IRES介导了另外一种翻译起始形式。真核生物mRNA5′端有一个能够被翻译起始因子eIF4F所识别的m7GpppN……帽状结构。该翻译起始因子由3个多肽、帽子结合蛋白eIF4E、RNA解旋酶eIF4A和脚架蛋白eIF4G组成。脚架蛋白eIF4G含有其他蛋白的结合位点，例如eIF3、poly(A)结合蛋白(PABP)和Mnk-1（eIF4E激酶）。起始翻译时，小核糖体亚基与结合在5′端帽子的eIF4F复合物结构相互作用，并沿着5′NCR移动，直至在合适的位置遇到AUG密码子(Kozak,1989)。在翻译扫描过程中，复杂的RNA结构和上游存在的AUG密码子会抑制小核糖体亚基识别正确的起始密码子。相比之下，由IRES元件介导的翻译起始会直接将翻译组件募集到mRNA分子的某一位置。依赖IRES的蛋白合成机制不受那些抑制帽依赖性翻译起始的一些因素限制。此种抑制情况往往发生在小核糖核酸病毒感染过程中由蛋白酶L(FMDV)或2A（脊髓灰质炎病毒、鼻病毒）诱导的eIF4G因子被切割之后，或者在脑心肌炎病毒（EMCV）感染细胞时翻译阻遏因子4E-BP1发生了脱磷酸化(Martinez-Salas et al��,2001)之后导致的。
对双顺反子采用删除突变体作图法确定小核糖核酸病毒IRES大小，结果表明大约450nt足以启动5′末端非依赖性的翻译起始(Pelletier and Sonenberg,1988)。比较不同的小核糖核酸病毒IRES序列，结果表明仅是一些小枝杈序列比较保守。根据预测的RNA二级结构模型确定小核糖核酸病毒IRES结构有2种类型，I型包括肠病毒/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的代表，最近报道的四型小核糖核酸病毒IRES与丙型肝炎病毒(HCV) 有很多相似之处(Pisarev et al��,2004)。小核糖核酸病毒IRES之间缺乏结构保守性反映出这些IRES元件是采用多种方式与翻译组件发生相互作用。
IRES结构与功能的关系
通过采用分析RNA结构、基因突变和解析基因系统进化保守性的综合方法，详细研究了FMDV RNA结构中与IRES活性有关的基因结构。尽管RNA病毒是高度变异的，但是基本元件是非常保守的(Martinez-Salas and Fernandez-Miragall,2004)。核苷酸的共变异性代表二级结构或三级结构的稳定性，这可能与介入IRES活性有关。在RNA的环状区域或非结构区常常会出现独立的非依赖性变异。在内部翻译起始中，那些固定不变的基因区域就是一些与IRES活性有关感兴趣区。如图1��2所示，FMDV的IRES有5个结构域。区域1的残基就是cre茎环结构的右臂(Mason et al��,2002)。预测区域2形成了一个稳定的茎环结构，在环的顶端有一个富含嘧啶的序列区。此茎环在EMCV中也是保守的，包含多聚嘧啶序列结合蛋白的主要结合位点(Luz and Beck,1991)。
区域3是FMDV IRES的中心区，根据二级结构分析，区域3含有两个特殊结构（图1��2）。通过由化学方法及核糖核酸酶介导的RNA结构分析表明，顶环部分包含一个稳定的茎环结构，形成一个四通接头（Fernandez-Miragall and Martinez-Salas,2003)。顶环上有两种保守的基序GUAA和AAAA，这些基序的突变分析结果表明，它们是负责IRES活性的重要区域 (Lopez de Quinto and Martinez-Salas,1997)。替换FMDV IRES的GUAA的核苷酸，发现GNRA基序是保持IRES活性达到100%所必需的序列。对EMCV IRES同等位子的GNRA研究分析表明，该基序对翻译起始也有类似的功能(Robertson et al.,1999)。GNRA基序以发卡结构将相邻的茎环衔接起来(Fernandez-Miragall and Martinez-Salas,2003)。用G取代基序第4位碱基A会导致RNA发生重组，会使区域3二级结构上一些碱基发生远离。与含有GUAA序列的亲本RNA比较，携带有UNGG 和GUAG序列的突变体，在受到针对特定核苷酸的化学法处理后，会丧失对化学试剂破坏的保护作用，这表明GNRA基序控制着区域3的结构和稳定性。
GNRA基序的这种作用可能受其与远距离含有保守性CACG序列的区域相互作用调控(Fernandez-Miragall et al.,2006)。有报道显示作为核糖核酸酶P反应底物的结构元件与中央结构域，即区域3，顶端的序列发生了重叠 (Serrano et al.,2007)。因此，IRES区域可能有一个潜在的类似tRNA信号的结构。
GNRA发夹结构是结构化RNA分子中一种常见的基础构件(Doherty et al��,2001)。因而，IRES中的这些基序的作用可能是相似的。通过凝胶迁移率分析推测，FMDV IRES的中心区域（即是区域3）与其他结构域，自身序列乃至整个IRES发生了独特的相互作用(Ramos and Martinez-Salas,1999)。这些结果表明，区域3可能是作为一个支架结构，将IRES的所有区域有机地结合起来。此外，区域3强大的二聚化能力决定了与其他IRES分子间的相互作用，这与报道的IRES元件缺陷型FMDV的补充数据结果相一致(Drew and Belsham,1994)。与PV IRES元件中的相对应的基序一样，位于中心区（即区域3）具有保守性的富含C的环状序列（C-rich loop)对于碱基替换不是很敏感(Gamarnik et al.,2000)。富C环是与poly(rC)结合蛋白发生相互作用的一个候选基因序列（Stassinopoulos 和Belsham,2001)。然而，PCBP2与EMCV 或FMDV的 5′NCR的结合不是IRES活化所必需的，这与FMDV富C环的功能分析结果相一致。中心区域（区域3）的近端有一个被内部凸起断开的长茎状结构(Fernandez-Miragall et al.,2006)。碱基突变结果表明，区域3基底序列第二个碱基是形成螺旋二级结构所必需的(Martinez-Salas et al��,1996)。根据对区域3基底序列的分析推测，此部分结构元件可能起到稳定整个区域3的作用。
根据之前的报道，在口疮病毒属和心病毒属，其IRES中都有保守的一级和二级结构。在不同的FMDV田间分离株的IRES区域4的基底部都发现存在两个二级结构上保守的富含A的内部凸环（图1��2）。相比于其他基序的碱基，仅A312一个碱基突变为U就将会严重破坏IRES的活性(Lopez de Quinto and Martinez-Salas,2000)。在感染细胞内，一些损坏IRES预测的二级结构的突变会破坏IRES活性。但是，若被损坏的二级结构恢复后，IRES的活性随后也会完全恢复，这表明IRES发挥内部翻译起始活性需要一些位置中某些碱基对的存在。对不同的FMDV分离株进行序列比较分析，结果表明在区域5存在一个保守的发卡结构 (Lopez de Quinto et al��,2001)，在EMCV的IRES元件中也有此结构。然而，对区域5某些保守碱基进行置换，其对FMDV IRES活性的破坏程度远远低于对区域4的富含A凸起(A-bulge)或区域3的GNRA环进行突变所造成的影响。
图1��2FMDV IRES的二级结构
通过以酶学和化学为基础的RNA结构分析法描述了系统的保守性。灰色的方框里描述了数据库中注册的FMDV田间分离株的共突变的核苷酸。IRES可分为1～5个区域，画线部分代表功能性起始密码子AUG。右框是起始因子结合位点和能够与FMDV IRES发生相互作用的辅助蛋白示意图。
IRES与蛋白的相互作用
在FMDV依赖于IRES的翻译起始过程中，细胞蛋白起着重要的作用（图1��2，右端）。用EMCV或者FMDV IRES元件进行重组40S核糖体分析表明，形成48S起始复合物需要典型的eIF4A、eIF4G、eIF2和eIF3起始因子(Kolupaeva et al��,1998;Pilipenko et al��,2000)。eIF4G与EMCV和FMDV IRES发生相互作用，采用蛋白酶消化处理后，其暴露的C端含有与eIF3和eIF4A相结合的位点。与该说法相一致的是，在FMDV的L蛋白切割eIF4G后，由这些元件推动的内部翻译起始过程可以高效率进行(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就报道了导致牛感染口蹄疫疫病的病原具有滤过性和复制能力。同年, Wilhelmus Martinus Beijerinck发现了烟草花叶病，并确定这些致病原具有相同的性能。伴随着这些开创性的研究，一门新的学科应运而生，这就是病毒学。几年之后，Reed and Carroll发现了黄热病的致病原，并将其作为人类历史上的第一个病毒。因此，在兽医领域具有重要意义的口蹄疫病毒为建立“动物病毒学”奠定了基础，该学科还包括对人类病毒的研究。
在本书中，编者特意选择了一些“兽医”病毒，讲述了这些动物病毒的研究意义，来帮助我们大致了解病毒感染的分子基础。这些结果都来自于实验动物，当然，我们承认本书并没有囊括所有的重要发现。尽管如此，我们仍然仔细地选择了这些病毒、病毒属或者病毒家族，这些研究工作对我们了解病毒、病毒的复制、病毒的进化以及与宿主的相互作用关系至关重要。
从事动物病毒研究有一个明显优于研究人类病毒的优势，那就是通过试验手段可以建立起最为接近自然的病毒—宿主相互作用系统。从事揭示这些动物病毒秘密的科研人员，在他们制备病毒宿主感染和致病模型时，可以完全摆脱人造替代品的束缚，那些动物替代品仅是在某种程度上接近自然感染而已。因此，从严格意义上讲，动物病毒研究达到了最真实的境界。与任何其他试验研究领域一样，在过去几十年里，现代动物病毒学从不同学科（如病理学、免疫学、分子结构与细胞生物学）的实验方法和概念发展中受益，并得到了提升。只有把这些学科的方法和规律充分结合起来，我们才能理解宿主与病毒相互作用的分子机制。因此，每一个章节的作者着重阐述了当前研究的策略和方法，并为读者提供了相关的主要参考文献。
口蹄疫病毒开启了动物病毒学的研究。虽然自Friedrich Loeffler和Paul Frosch报道了口蹄疫病毒之后，学者们对该致病因子进行了大量研究，对该病毒有了深入的了解，但是口蹄疫病毒依然是对养殖业危害最大的病毒。老病毒反复出现，同时又涌现出新的血清型和基因亚型病毒，给农业发展造成了巨大的危害。由于易感动物感染口蹄疫病毒后会发病甚至发生死亡，暴发口蹄疫后该地区或者国家的动物贸易直接受到限制，为了控制疫病，疫点周围大量的易感动物要被捕杀，这都给养殖业主和疫情国或者地区造成了严重的经济损失。虽然在Friedrich Loeffler时代之后进行了大量的研究，但是到目前为止仍然没有安全有效的活疫苗，依旧依靠全病毒灭活疫苗免疫保护动物。生产这些全病毒疫苗必须严格按照生物安全标准进行，以避免在生产过程中出现散毒现象。对口蹄疫病毒（小RNA病毒科口蹄疫病毒属成员）进行分子生物学研究，能够充分了解不同的病毒蛋白在细胞培养和感染动物体内复制过程中发挥的作用，并确定了与口蹄疫发病机制有关的病毒致病因子，建立了新的能够用来区分免疫动物和自然感染动物的诊断方法。口蹄疫病毒研究工作还为提出RNA病毒准种（quasispecies）这个新概念作出了贡献。准种是RNA病毒具有惊人的演化潜能的原动力。在RNA依赖性的RNA聚合酶指导下的基因组复制是一个容易发生错误复制的过程，基于此机理，学者们提出了准种概念。准种不仅使病毒可以适应环境生长，而且还可能导致病毒发生灭绝。这些是对口蹄疫病毒这个古老又众人周知的病毒的全新的认识。
黄病毒科瘟病毒属包括三种对农业生产危害极大的病毒：古典猪瘟病毒（classical swine fever virus）、牛病毒性腹泻病毒（bovine viral diarrhea virus）和边境病毒（border disease virus）。分子生物学的研究已经弄清楚了这些病毒复制的主要特征，这也为了解给养牛业造成经济巨大损失的黏膜病（mucosal disease）病毒的分子致病机理奠定了基础。这为我们通过学习分子病毒学从而理解疾病的发病机制树立一个好榜样。当发现瘟病毒与最新发现的人类丙型肝炎病毒关系密切之后，激起了学者们对瘟病毒属的研究热情。虽然人类丙型肝炎病毒不属于瘟病毒属，被划归为另外一个家族，但是它们在分子水平上仍然有很多的相似之处。因此，研究动物病毒的致病机理在一定程度上有助于理解人类病毒。
动脉炎病毒家族成员与冠状病毒拥有诸多相同的特征，都属于巢式病毒目成员。这个病毒家族的特征是病毒基因组转录后形成一个嵌套的mRNA。迄今为止，还没有发现任何人类病原是由动脉炎病毒衍生而来，但是动脉炎病毒家族却包含了许多重要的动物病原。除了已经命名的马动脉炎病毒外， 在过去的15年里，这个病毒家族又有来源不清楚的新的病毒出现，它已经成为对现代养猪业具有毁灭性打击的动物病毒之一。虽然猪繁殖与呼吸综合征病毒（Porcine respiratory and reproductive syndrome virus，PRRSV）的分子生物学特性已经逐渐清楚，但是该疫病依然是养猪业面临的一个挑战。PRRSV的起源并不清楚，亲缘关系相距甚远的在北美和欧洲几乎同时出现的PRRSV令人迷惑不解。
很长一段时间，冠状病毒被认为对人类的影响是微乎其微的。因此，起初只有少数研究冠状病毒的研究者致力于研究像猫传染性腹膜炎、猪传染性胃肠炎和禽传染性支气管炎等能够在动物中引起严重疾病的冠状病毒。直到重症急性呼吸综合征（severe acute respiratory syndrome）或者SARS的出现，才从根本上改变了这种状况。冠状病毒领域的研究者开始致力于鉴定SARS病原，寻找其特征，探索各种方法来阻止或治愈这种致命性的传染病。当时世界正处于大灾难的边缘，但是我们果断的行动，加上一些幸运因素，才阻止了这场更大灾难的发生。难以置信的是，在如此短的时间内，SARS病毒的分子特征就被破解了。科学家在兽医领域长时间坚持不懈的试验研究为这些结果的快速获取打下坚实基础。由动物携带的SARS病毒开始在人类出现，这说明动物携带的病原具有传染人类的风险。冠状病毒的分子生物学研究前沿中，关于其家族内病毒的复制机制、酶的特殊功能以及基因组错综复杂的复制和转录机制的研究为开拓新的诊治方法提供了思路。冠状病毒是RNA病毒中基因组最大的病毒，由于RNA依赖性的RNA聚合酶的错配率高，导致较大的RNA基因组不能被完全准确地复制，所以，才没有在进化过程中表现出来。
副粘病毒科是家族成员数量增加最快、挑战性最强的病毒家族之一，其中包括重要的人类病原和高度相关的动物病原。此外，副粘病毒科病毒被认为是自然宿主范围最广泛的病毒，而且大部分宿主未知，所以，导致不断地涌现出一些新病毒。其中影响范围较广的是亨德拉病毒和尼帕病毒，仅仅是在过去的十余年里才了解到这两种病毒对动物的严重危害。更为重要的是，这两种病毒还是人畜共患传染性病原，对人具有致死性。此外，这两种病毒被列为生物安全级别4级病毒，由于可以用来制备生化武器，所以它们一直处于被严格监管的状态。尽管研究这些病毒不是一件容易的事情，但是在它们的分子生物学特性研究方面取得了重要突破，尤其是结合的受体和病毒复制的机制。这两种病毒起源于果蝠，与SARS病毒一样，可以长期地威胁人类健康。
流感病毒对公共卫生的影响已经尽人皆知。无论是在大流行时期，还是在两次大流行之间阶段，流感都会造成一定数量的人类死亡。近来研究表明，源于鸟类宿主的流感病毒不需要进一步与适应人类的病毒重组就可以直接感染人类。当前在野鸟和家禽流行的、起源于亚洲的、高致病性禽流感病毒H5N1，被预言，在适应人类以后，有可能成为下一个毁灭性大流行病毒。虽然，有些低致病性禽流感病毒转变成高致病性禽流感病毒的分子机制已经清楚， 但是病毒需要发生哪些分子转变才能够引起人类感染并在人类之间传播的分子机制还不清楚，对此知之甚少。因此，我们需要更好地了解流感病毒的分子生物学机制，了解它感染不同宿主需要的条件和如何跨物种传播，这样可以更好地为预防人类下一个流感大流行做好准备。人类流感大流行肯定会再次发生，但是没有人知道什么时候发生，从哪里开始，会流行什么样亚型的病毒。
动物病毒家族只有两个是双链RNA基因组：双核糖核酸病毒科（Birnaviridae）和呼肠孤病毒科（Reoviridae）。呼肠孤病毒科包含环状病毒属（Orbivirus），该病毒属包括三种重要的动物病原，它们可以引起绵羊和牛的蓝舌病、牛和鹿的地方性出血性热和非洲马瘟。研究蓝舌病毒（bluetongue virus，BTV）有助于了解呼肠孤病毒的复杂的结构、基因组复制和转录的机制。此外，每个病毒蛋白的功能已经被注释清楚，并采用生物学技术生产新型疫苗。近来，蓝舌病传入了欧洲，随后由本土蚊虫已经向其他地方传播，这表明蓝舌病毒可以向迄今为止没有受到感染的地方传播。同样，其他环状病毒也具备类似的潜能。
关于动物DNA病毒，猪圆环病毒最初被认为仅仅是猪源细胞培养的污染物，而对猪没有致病性。最近，发现猪圆环病毒2型是断奶仔猪多系统消耗综合征的致病源，该疫病对养猪业造成了毁灭性的打击。虽然，关于两种猪圆环病毒致病性差异的分子机制还没有被阐明清楚，但是通过对病毒基因表达和基因组复制的分析，对这些病毒的分子特征有了新的认识。
疱疹病毒可以说是研究最成功的病原了。初次感染之后，病毒可以在宿主内潜伏存活下来，并可以不定期地从潜伏状态变为感染状态，所以，可以导致没有免疫力的宿主一生内都可以被感染发病。虽然世界上许多实验室在研究人类疱疹病毒，但是关于动物疱疹病毒的研究仅是关注几种重要的病原而已。其中，猪伪狂犬病毒（porcine pseudorabies，PrV）是研究最清楚的动物疱疹病毒。关于伪狂犬病毒的分子生物学研究主要是在分子水平上解析疱疹病毒的复制机制以及和特殊的宿主细胞（如神经元细胞）的相互作用关系。此外，PrV的研究还给动物疾病的控制带来了新的思路，首次在疫病净化中应用了转基因活疫苗。实施该基因工程活疫苗免疫以后，可以采用检测抗体血清学的方法区分自然感染动物和免疫动物。长期以来控制疫病的愿望是：在接种疫苗的情况下，能够区分感染和免疫，从而实现通过疫苗免疫降低和控制病原的传播。北美洲和欧洲大部分国家利用这种方法已经基本消灭了家猪的伪狂犬病。除了采用基因工程活疫苗免疫成功控制和消灭PrV外，通过研究天然宿主动物疱疹病毒，尤其是牛疱疹病毒１型，为从分子水平上揭示潜伏期感染带来新视角。此外，对比猪、牛和禽类的疱疹病毒，分析它们的自然宿主，可以了解这些不同病毒在分子生物学特性方面的不同和相似之处。
由一个病毒成员组成的病毒家族是很少见的，非洲猪瘟病毒属就是其中一个，只含有非洲猪瘟病毒。该病毒和痘病毒同源，具有相似的基因组成和复制机制。学者们对非洲猪瘟病毒感兴趣，不仅仅是从病毒学角度出发的，还因为由于该病毒感染给养猪业造成了无法接受的经济损失，所以，在非洲大部分地区无法从事养猪业。复杂的基因组编码大量的基因产物，调节宿主细胞，逃避宿主细胞产生的免疫应答。到目前为止，尽管应用于现代的分子生物学技术仍然还没有制备出有效的疫苗来对抗此疾病。不过随着我们在分子水平上对病毒复制机制的深入了解，我们在寻找新的方法来刺激产生保护性免疫反应的愿望最终会成为可能。
坦诚地讲，本书的动物病毒分子生物学内容并没有涵盖所有的科研人员在动物病毒研究领域所取得的重要成果。但是，我们希望通过对挑选主题的介绍，使大家能够对动物病毒学研究的进展以及这些研究成果对病毒学发展的贡献有所了解。在此，我们十分感谢每个章节的作者们做出的贡献，感谢我们彼此之间的互动和交流。我们还要特别感谢Marian Horzinek 和Esteban Domingo为本书撰写的引人深思的结语。感谢大家的贡献与付出！我们同样感谢 TMC公司Anette Beidler秘书对本书的每个章节的编辑整理，使本书符合出版的要求。最后，我们感谢出版商给我们这样一个难得的机会编辑并出版此书。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆