圆环病毒基本特征、基因组结构及其表达产物.doc

第十八章 圆环病毒科的反向遗传学第一节圆环病毒的基本特征一、病毒的分类根据国际病毒分类委员会(ICVT)第8次国际病毒分类报告,可将圆环病毒科(Circoviridae)分为两个属:圆环病毒属(Circovirus)和圆圈病毒属(Gyrovirus)。其中,圆环病毒属主要包括猪圆环病毒(Porcinecircovirus,PCV)1型和2型、鸽圆环病毒(Pigeoncircovirus,PiCV)、鹅圆环病毒(Goosecircovirus,GoCV)、鹦鹉喙羽病病毒(Psittacinebeakandfeatherdiseasevirus,PBFDV)、金丝雀圆环病毒(Canarycircovirus,CaCV)、牛圆环病毒(Bovinecircovirus,BoCV)和鸭圆环病毒(Duckcircovirus,DuCV)等;而圆圈病毒属目前只有鸡传染性贫血病毒(Chickenanaemiavirus,cIAV)一个成员。曾列在圆环病毒科之内的输血性肝炎病毒(Transfusion-transmittedvirus,TTV),现已更名为细环病毒(Torquetenovirus,TTV),暂列为未定科的指环病毒属(Anellovirus),该属包括细小环病毒(Torquetenominivirus,TTMV)[1]。二、病毒的颗粒结构圆环病毒颗粒一般呈球形或六角形(图18-1),无包膜,大小为12~27nm。基因组为单分环状的单股DNA,。其可读框(ORF)由正义或双义链编码,病毒衣壳呈正二十面体,是目前已知的最小的动物病毒。以CIAV为例,其粒子平均直径为23~25nm,电镜下呈球形或六面体形。核衣壳由32个结构亚单位组成,分子质量约50kDa,基因组长2139个核苷酸,包括3个部分或完全重叠的可读框。病毒复制、转录和翻译的过程均在感染细胞中,单链DNA先以滚环方式复制成双链复制中间体,再以其中一条链为模板转录成一条非剪接多顺反子mRNA,其上含有3个部分重叠的基因,每个基因都有各自的起始和终止密码子,翻译3种蛋白质,分别称为VPl、VP2和VP3。图18-1猪圆环病毒的病毒颗粒及结构模式图第二节圆环病毒基因组的结构特征及其表达产物一、基因组的结构特征PCV的基因组为单股、环状、双向DNA,病毒DNA及其在宿主细胞内复制的中间产物均能指导病毒蛋白合成,编码7个潜在的可读框,目前已明确了2个主要的ORF。研究发现,病毒基因组由2个头头相对排列的ORF和其间的基因间隔区组成,其中,较大的经病毒正向DNA转录,为Rep基因,编码病毒复制酶相关蛋白;较小的ORF经病毒DNA互补链转录并翻译出病毒的衣壳蛋白(Cap)。PCV-2ORF3的编码产物也已得到鉴定,主要介导圆环病毒诱导的细胞凋亡,但对病毒的复制却是非必需的。PCV最小的DNA复制起始区位于第728~838位碱基,包含基因间隔区及Rep基因和Cap基因的不同翻译起始元件。复制起始区形成一个茎一环结构。其中,PCV-1的环由12个碱基组成,PCV-2的环由10个碱基组成,二者存在共同的8核苷酸序列(AGTATTAC),该保守基序也存在于其他圆环病毒的基因组内。环的侧翼序列为含有11个碱基的倒置重复序列,形成回文结构。茎一环右臂存在4个保守的6核苷酸序列,即CGGCAG(H1、H2、H