新城疫病毒微型基因组的构建及M、V、W蛋白对病毒复制与转录调控的研究

新城疫病毒微型基因组的构建及M、V、W蛋白对病毒复制与转录调控的研究

论文摘要

新城疫病毒(Newcastle Disease Virus,NDV)为单股负链不分节段的RNA病毒,由于其基因组较大,约15 kb,直接在全长基因组中进行分子操作存在技术困难,对NDV复制转录的机制及相关蛋白功能的研究会产生巨大障碍。故采用微型基因组(Minigenome)技术,即用报告基因替代病毒编码区,只保留与病毒基因复制和转录相关的基本调控序列。NDV基因组的复制和转录依赖于RNP复合物的NP、P和L三种蛋白,其它的病毒蛋白可能会与RNP复合物发生相互作用,而其是否参与调控病毒复制和转录所知甚少。本研究设计了四种微型基因组方案,通过对不同方案进行验证,明确了微型基因组构建过程所需要的序列信息及插入方式,同时比较了在不同启动子下表达效率的差异。此外,对基础微型基因组平台进行特殊改造,创建了复制缺陷型微型基因组,并对M、V及W蛋白对病毒复制与转录过程的影响进行了初步研究。主要的研究结果如下:1.四种NDV微型基因组的构建。设计方案:(1)按照模拟病毒基因组的方式,将报告基因EGFP反向插入,两侧分别为5’Trailer与3’Leader的调控序列,命名为Mini;(2)在Mini基础上,缺失相应的GE、GS及UTR序列,命名为Mini2;(3)按照构建感染性克隆的方式,将EGFP正向插入,两侧分别为5’Leader与3’Trailer的调控序列,命名为MG;(4)在MG基础上,缺失相应的GE、GS及UTR序列,命名为MG2。四种微型基因组分别克隆在含T7启动子的pUC19载体中,与NP、P、L及T7 RNA聚合酶表达质粒共转染BHK-21细胞分析EGFP的表达,发现仅Mini具有功能性。结果表明报告基因只能反向插入,GE-5’UTR、3’UTR-GS是微型基因组必不可少的基因元件。2.两种启动子对微型基因组表达效率的影响。将Mini微型基因组分别克隆到含T7启动子与鸡β-actin启动子的载体中,分别为pUC19-Mini-EGFP与pCAGGS-Mini-EGFP。通过对表达效率的分析,结果发现T7启动子远高于鸡β-actin启动子。3.复制缺陷型微型基因组的构建。为了独立研究病毒的复制与转录两个过程,将微型基因组5’端Trailer序列缺失,导致病毒基因组(vRNA)复制产生3’端缺失Trailer(ΔT)的cRNA,ΔT cRNA将不能启动复制产生vRNA,以此可以区分基因的复制与转录过程,命名为pUC19-Mini-ΔT。4.M、V和W蛋白对病毒复制和转录调控的作用。为了定量报分析报告基因的表达,在正常(复制敏感型)与复制缺陷型的两种微型基因组中采用萤火虫荧光素酶报告基因,分别命名为pUC19-Mini-Lu和pUC19-Mini-ΔT-Luc。将M、V和W表达质粒与两个系统分别共转染细胞,分析萤火虫荧光素酶活性,结果显示仅V蛋白对病毒基因组的转录有抑制的作用,而M和W蛋白没有影响。综上所述,明确了微型基因组的构建方式,并对微型基因组的表达进行了的优化。同时利用正常与复制缺陷型的两种微型基因组,确定了V蛋白对病毒的转录有影响。本研究为了解NDV基因组的复制与转录及相关蛋白的作用奠定了基础。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 文献综述
  •   第一章 新城疫病毒及微型基因组系统的研究进展
  •     1.1 新城疫病毒概述
  •       1.1.1 NDV的分子结构及蛋白功能
  •       1.1.2 NDV复制与转录的过程
  •     1.2 M、V及W蛋白对病毒复制和转录的调控
  •     1.3 NDV的微型基因组
  •       1.3.1 微型基因组
  •       1.3.2 微型基因组的构造
  •       1.3.3 微型基因组的表达
  •       1.3.4 微型基因组的应用
  • 试验研究
  •   第二章 新城疫病毒微型基因组的构建
  •     2.1 材料
  •       2.1.1 细胞、载体及毒株
  •       2.1.2 主要试剂、主要仪器及常用试剂的配制
  •     2.2 方法
  •       2.2.1 不含报告基因微型基因组的合成
  •       2.2.2 引物的设计及合成
  •       2.2.3 质粒的构建
  •       2.2.4 病毒总RNA的提取与反转录
  •       2.2.5 Western Blot
  •       2.2.6 荧光蛋白的观察
  •     2.3 结果
  •       2.3.1 微型基因组的设计
  •       2.3.2 微型基因组质粒的构建
  •       2.3.3 不同启动子微型基因组质粒的构建
  •       2.3.4 辅助质粒的构建
  •       2.3.5 表达T7 RNA聚合酶质粒的构建及验证
  •       2.3.6 微型基因组功能的分析
  •     2.4 讨论
  •     2.5 小结
  •   第三章 利用微型基因组系统研究M、V及W蛋白对NDV复转与转录调控的作用
  •     3.1 材料
  •       3.1.1 细胞及载体
  •       3.1.2 主要试剂、主要仪器及常用试剂的配制
  •     3.2 方法
  •       3.2.1 引物的设计与合成
  •       3.2.2 质粒的构建
  •       3.2.3 荧光素酶的测定
  •     3.3 结果
  •       3.3.1 含荧光素酶报告基因微型基因组的构建
  •       3.3.2 复制缺陷型微型基因组质粒的构建
  •       3.3.3 M、V及W蛋白对病毒复制与转录的影响
  •     3.4 讨论
  •     3.5 小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 附录
  • 致谢
  • 作者简介
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 魏宁

    导师: 萧飒

    关键词: 新城疫病毒,微型基因组,复制与转录,报告基因

    来源: 西北农林科技大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,农业科技

    专业: 生物学,畜牧与动物医学

    单位: 西北农林科技大学

    基金: 西北农林科技大学人才科研启动费(编号:Z111021401)

    分类号: S852.65

    总页数: 66

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