微生物所发表的寨卡病毒结构生物学综述文章(微生物学理论指导：病毒的分类)

微生物所发表的寨卡病毒结构生物学综述文章

近日，《细胞》（cell）子刊、生物化学研究学术期刊 trends in biochemical sciences 在线发表了中国科学院微生物研究所研究员施一与高福的题为 structural biology of the zika virus（《寨卡病毒结构生物学》）综述文章，系统地总结了 2015 年寨卡病毒暴发以来全球科学家在寨卡病毒结构生物学领域所取得的重要进展，并对该领域未来研究方向进行了展望。

早在 1947 年，寨卡病毒就在乌干达寨卡丛林的恒河猴中被发现，但一直没有受到人们的关注。直到 2015 年，寨卡病毒在南美大暴发，才使其成为国际关注的公共卫生问题。目前，全球已有八十多个国家和地区出现了寨卡病毒感染病例，我国也在 2016 年出现了输入性寨卡病毒感染病例。寨卡病毒是一种虫媒病毒，与同属黄病毒属的登革病毒、日本乙脑病毒、西尼罗病毒一样，主要通过蚊媒传播，但目前研究表明其也可以通过性传播。寨卡病毒感染会引起流产、新生儿小头症以及格林—巴利综合征等重大疾病，对人类健康的影响不可低估。目前还没有有效的临床抗病毒药物。

面对这个既古老又陌生的病毒，全球科学家协力攻关，取得了丰硕的成果。结构生物学研究对于阐明病毒的感染机制、研发疫苗和中和抗体、揭示关键药物靶点信息及其作用机制等方面具有非常重要的意义。

施一与高福共同撰写的综述全面介绍了近两年来科学家在寨卡病毒全病毒结构、e 蛋白结构（图 1）及与不同作用机制的保护性中和抗体的复合物结构研究方面取得的进展，为寨卡病毒的病毒学研究及疫苗和抗体开发奠定了基础；介绍了非结构蛋白 ns1 结构研究的进展，发现 ns1 蛋白具有特殊的表面电荷性质及新的膜结合区，为 ns1 的致病机制研究提供了新的思路；总结了在重要病毒酶类蛋白 ns2b-ns3 和 ns5 结构研究中所取得的进展，揭示保守的药物靶点信息，为药物设计提供了结构基础。

最后，该综述对目前结构生物学研究的局限性进行了分析，如依然还有 5 个寨卡病毒蛋白结构未曾被解析，病毒复制中心的组装和复制机制也不清楚，还有对宿主因子参与调节病毒感染过程的结构基础也缺乏了解。同时，对该领域未来的研究提出了方向，如寨卡病毒穿过人体血胎屏障等的分子机制、靶向 ns1 抗体的治疗效果及机制研究、靶向 ns3 和 ns5 等的小分子抑制剂的治疗效果评价等。

该综述文章是微生物所在寨卡病毒研究领域的又一项重要成果。高福长期致力于突发传染性疾病的研究，面对寨卡病毒快速传播的严峻形势，迅速组织研究团队，联合微生物所研究员施一、严景华，中国农业大学研究员李向东等对寨卡病毒进行深入研究，取得一系列成果：在病毒蛋白结构方面，解析寨卡病毒首个蛋白晶体结构——非结构蛋白 ns1 的 c 端结构，随后解析其全长结构，发现 ns1 蛋白具有特殊的表面电荷性质及新的膜结合区，有利于进一步了解寨卡病毒 ns1 蛋白的作用机制及其对疾病的影响；解析寨卡病毒 ns5 结构揭示其保守的药物作用靶点；首次解析寨卡病毒表面 e 蛋白的结构，同时破解一株黄病毒广谱保护性鼠抗 2a10g6 与 e 蛋白的复合物结构，为寨卡病毒的治疗提供了重要的理论基础和研究思路。在治疗性抗体方面，首次从寨卡病毒康复病人体内分离 3 株保护性抗体并解析其保护机制，其中两株抗体高效、特异阻断寨卡病毒感染，有望进一步开发成药物，为人类防治寨卡病毒提供了重要的抗体药物支撑。在感染机制方面，报道寨卡病毒在小鼠模型中可引起睾丸损伤并最终导致雄性不育，揭示了临床上寨卡病毒性传播的机制，呼吁人们高度重视寨卡病毒对生殖健康的风险。

研究团队将科学普及放在与科技创新同等重要的位置，在深圳市第三人民医院建成了 3 米高的寨卡病毒模型雕塑，将寨卡病毒的形态具体化，让公众更直观、清晰地认识寨卡病毒。

微生物学理论指导：病毒的分类

病毒类型：DNA病毒、DNA和RNA病毒、RNA病毒。

　　病毒的形态：

　　（1）球状病毒；（2）杆状病毒；（3）砖形病毒；（4）有包膜的球状病毒；（5）具有球状头部的病毒；（6）封于包含体内的昆虫病毒电脑病毒。

　　病毒的大小：

　　较大的病毒直径为300-450纳米，较小的病毒直径仅为18-22纳米。

　　病毒的组成：

　　病毒主要由核酸和蛋白质外壳组成。有些病毒有囊膜和刺突，如流感病毒。

　　病毒的复制过程叫做复制周期。其大致可分为连续的五个阶段：吸附、侵入、脱壳、病毒大分子的合成、病毒的装配与释放。

病毒还活着吗？

并不是真的，尽管它取决于你对“活着”的定义，两位传染病医生告诉《生活科学》：

生物，如植物和动物，包含允许它们自我复制的细胞机制。相比之下，病毒是DNA或RNA的自由形式，不能自行复制。[如果我们消灭了所有的传染病怎么办？]

更确切地说，病毒需要侵入一个活的有机体进行复制，加州大学洛杉矶分校大卫格芬医学院医学与微生物学、免疫学和分子遗传学教授奥托杨博士说，

“病毒是打包的RNA或DNA，”杨博士告诉《生活科学》它们通过劫持细胞的机器来复制自己，从而制造出更多的复制品。

病毒是否真的像上图中的寨卡病毒一样活着？（AuntSpray/Shutterstock）它还活着吗？” ，

， 无数的哲学家和科学家都在争论如何定义某事物是否存在。根据生命的七个特征，所有生物都必须能够对 *** 作出反应；随着时间的推移而生长；产生后代；保持稳定的体温；代谢能量；由一个或多个细胞组成；并适应其环境。

然而，有些生命形式并不符合每一个特征。大多数杂交动物，如骡子（驴和马的杂交种），不能繁殖，因为它们是不育的。此外，岩石可以生长，尽管是被动的，有新的物质流过。但当使用一个更简单的“生命”定义时，这个分类问题就消失了。

“把猫、植物和岩石放在一个房间里好几天，”巴尔的摩约翰霍普金斯健康安全中心的传染病医生和附属学者Amesh Adalja说回来后，猫和植物会发生变化，但岩石基本上是一样的，”他说，

就像一块岩石，如果把它们无限期地留在一个房间里，大多数病毒都会好起来的，Adalja说。此外，他还指出，生物具有自我生成和自我维持的行为——这意味着它们可以寻找食物，并以自我保护的方式行事。换言之，“他们正在采取行动来促进他们的生活，[比如]植物发芽寻找水源或动物寻找食物，”阿达尔贾说。

一些不存在的东西，比如病毒，没有自我生成或自我维持的作用，他说。

“我认为病毒不符合生存的条件。“他们本质上是惰性的，除非他们接触到一个活细胞，”阿达尔贾说病毒有一些特性，使它们处于[活着]的边缘——它们有遗传物质：DNA或RNA。它和石头不是一回事，但就自我维持和自我生成的行为而言，它显然与细菌也不是一回事？]

杨某对此表示赞同，称“没有细胞，病毒就无法繁殖。所以从这个角度来看，如果你认为生命是可以独立复制的东西，那么它就真的不存在了，杨说：

人们认为地球上最初的一些生命形式是RNA分子，因为“RNA分子，在适当的条件下，可以复制它们自己。”病毒可能是从那个祖先进化而来，但失去了自我复制的能力

微生物学理论指导：生物病毒的好处

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　1、噬菌体可以作为防治某些疾病的特效药，例如烧伤病人在患处涂抹绿浓杆菌噬菌体稀释液。
　　2、在细胞工程中，某些病毒可以作为细胞融合的助融剂，例如仙台病毒。

　　3、在基因工程中，病毒可以作为目的基因的载体，使之被拼接在目标细胞的染色体上。

　　4、在专一的细菌培养基中添加的病毒可以除杂。

　　5、病毒可以作为精确制导药物的载体。

　　6、病毒可以作为特效杀虫剂。

　　7、病毒还在生物圈的物质循环和能量交流中起到关键作用。

　　病毒疫苗对人类有防病毒有好处——促进了人类的进化，人类的很多基因都是从病毒中得到的。

　　病毒是一种非细胞生命形态，它由一个核酸长链和蛋白质外壳构成，病毒没有自己的代谢机构，没有酶系统。因此病毒离开了宿主细胞，就成了没有任何生命活动、也不能独立自我繁殖的化学物质。一旦进入宿主细胞后，它就可以利用细胞中的物质和能量以及复制、转录和转译的能力，按照它自己的核酸所包含的遗传信息产生和它一样的新一代病毒。

　　病毒基因同其他生物的基因一样，也可以发生突变和重组，因此也是可以演化的。因为病毒没有独立的代谢机构，不能独立的繁殖，因此被认为是一种不完整的生命形态。近年来发现了比病毒还要简单的类病毒，它是小的RNA分子，没有蛋白质外壳，但它可以在动物身上造成疾病。这些不完整的生命形态的存在说明无生命与有生命之间没有不可逾越的鸿沟。

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