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《南开大学》 2009年
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泡沫病毒转录激活因子调控宿主细胞周期并受宿主细胞microRNA的调控

刘力  
【摘要】: 病毒是一种病原体,由于自身包装能力的限制,所以必须依赖于宿主细胞进行增殖与复制,并且对宿主细胞造成破坏。与此相反,宿主细胞在病毒进入到自身后,马上会启动其防御机制,抵抗、削弱、甚至清除病毒感染。本论文主要以泡沫病毒为研究工具,研究该类病毒对宿主细胞,特别是宿主细胞周期的抑制作用。以及宿主microRNA对病毒相关基因的调控及对病毒复制的影响。本研究还初步揭示了RNA沉默抑制因子,即番茄丛矮病毒的P19蛋白,对宿主细胞周期相关基因有显著的调控作用。 Borf1蛋白是牛泡沫病毒编码的转录激活因子,可影响其自身及病毒结构基因的表达。但目前对Borf1在宿主细胞周期上是否发挥作用还不清楚。在本研究中,我们通过构建人胚肾293稳定表达Borf1的细胞系来研究其对宿主细胞的影响。研究发现,在细胞内稳定表达Borf1可显著引发细胞在G1/G0的阻滞,并且降低S期细胞的比例。用半定量RT-PCR分析发现,Borf1可在mRNA水平下调cyclin A2,cyclin B1,cyclin E1和CDC2,及上调CDK2和E2F-1的表达。蛋白水平的分析进一步核实上述结果,并且发现Borf1还可抑制P15蛋白表达。因此,Borf1通过影响周期相关蛋白表达,在G2-M及G1-S限制位点上发挥作用,进而引发细胞G1期阻抑。 番茄丛矮病毒的P19蛋白不仅是一个重要的病毒致病因子,而且还可作为RNA干扰(RNAi)的抑制因子。这种作用是通过限制细胞内的小RNA,比如小干扰RNA(siRNAs)和microRNA(miRNAs)来实现。但是目前人们对P19蛋白是否可能对哺乳动物细胞产生不利影响还不知。在本研究中,我们构建了一株p19稳定表达的293细胞系,即293-p19。流式细胞仪分析发现在293细胞中过量表达P19蛋白可显著引发细胞周期的G2/M阻滞。细胞增殖实验显示293-p19细胞的DNA复制及细胞生长均受到显著的抑制。此外,研究还发现p19可使人胚肾293细胞内的细胞周期调控蛋白的表达谱发生改变。其中包括上调cyclin A1,CDK2,CDK4,CDK6,p27,cyclin D2,cyclin D3 and E2F1,及下调p15,cyclin A,cyclin B1和cyclin E1的表达。因此,我们的研究结果提示,p19有可能靶向多个周期相关调控蛋白从而引发细胞的G2/M阻滞。 microRNA(miRNA)是一类大小为21-25nt的非编码RNA,在转录后水平发挥基因的抑制作用。通常microRNA可通过抑制靶序列的翻译,或引发靶序列的降解来达到其负调控目的。虽然目前microRNA分子已知的很多,但真正明确其功能的却很少。另外,有关microRNA对泡沫病毒作用的研究报道也极其有限。为此,我们利用生物信息学预测软件对人泡沫病毒(HFV)基因组进行分析,发现HFV的转录激活子Bel 1(Tas)的编码区上有一个has-miR-491-5p的靶位点。将靶序列置于EGFP基因的3'非编码区(UTR),用化学合成的及载体表达的has-miR-491-5p均可显著抑制EGFP的基因表达。用化学修饰的特异性miRNA抑制剂及过量表达p19,均可有效解救has-miR-491-5p引发的基因抑制。研究还发现,has-miR-491-5p介导的基因抑制发生于转录后mRNA水平,而非蛋白质表达水平。不仅如此,has-miR-491-5p还可有效抑制Bel 1在质粒及病毒中的表达。该系统为进一步检测has-miR-491-5p抑制HFV病毒的复制奠定了基础。 总之,病毒早期感染产生的某些重要的调控蛋白如Borf1和P19,不仅可作用于病毒基因组复制本身,而且还可作用于宿主细胞周期,通过改变周期蛋白的表达来引发细胞周期的阻抑。此外,宿主细胞对病毒的侵入性感染也呈现多种防御性作用机制,其中之一就是在细胞内引发针对病毒的miRNA介导的转录后水平的基因抑制。如miR-491对HFV Bel1蛋白的抑制作用,就有可能是宿主miRNA通过限制转录激活因子的表达抑制HFV病毒的复制。miR-491介导的这种抑制作用有可能会为病毒建立潜伏感染提供有利条件。
【学位授予单位】:南开大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:Q939.4

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【参考文献】
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