猪捷申病毒Swine/CH/IMH/03全长cDNA克隆的构建及其3D蛋白的表达

猪捷申病毒Swine/CH/IMH/03全长cDNA克隆的构建及其3D蛋白的表达

论文摘要

猪捷申病(Talfan/Teschen Disease)是由猪捷申病毒(Porcine teschovirus,PTV)感染导致的、以猪的脑脊髓灰质炎、生殖障碍、肺炎、下痢、心包炎和心肌炎等临床症状为特征的一种病毒性传染病。PTV属于小RNA病毒科(Picornaviridae)捷申病毒属(Teschovirus),根据第十一届国际病毒学大会病毒分类委员会的重新分类,将原来的猪肠道病毒13个血清型中的一部分成员归为捷申病毒属。不同血清型的PTV引起猪发病的临床症状不同,其具有血清型的特异性。猪捷申病最早是由捷克斯洛伐克等欧洲国家于上世纪30年代报道的,随后确定了该病的病原是猪捷申病毒。目前,猪捷申病是世界范围内发生的猪传染病之一,给养猪业带来了严重的危害,因此,PTV的疫苗、诊断和免疫机理的研究倍受广大研究者的关注。目前,反向遗传操技术是病毒基因工程疫苗、基因功能及致病机制研究等的一个有效工具,因此在病毒的研究中得到了广泛的应用。为了构建PTV感染性克隆,本试验将PTV中国分离株Swine/CH/IMH/03全长基因组的4个相互重叠片段分别克隆到pBluscript SK(+)载体中,然后通过序列拼接,最终获得了PTV全长基因组克隆(pSK-PTVFL)。测序证实,我们获得的pSK-PTVFL中PTV-1基因组5’端为poly(C),后接非翻译区及开放阅读框(Open reading flame,ORF),3’端为poly(A)。除此之外,本试验在PTV-1基因组5’端外引入了KpnⅠ酶切位点,3’端外引入了SacⅡ酶切位点,以便在体外转录时进行质粒线性化。KpnⅠ下游引入了T7启动子,可以利用T7 RNA聚合酶进行体外转录合成RNA。概言之,我们获得全长克隆为:KpnⅠ-T7 promotor-PTV genome-Poly(A)-SacⅡ。和亲本毒株Swine/CH/IMH/03及其他PTV毒株序列比对发现,该克隆的5’-UTR和3’-UTR和PTV各毒株高度同源,其中与Talfan的同源性为100%,保证了5’-UTR和3’-UTR序列的完整和精确。该克隆的ORF区存在3个核苷酸及氨基酸位点突变,分别位于2A、2C和3D基因中,可以用作亲本毒株与工程毒的鉴别。同时,本试验对PTV Swine/CH/IMH/03 3’-UTR及5’-UTR进行了克隆、测序及序列比对,发现PTV各毒株间的3’-UTR序列只有不到100个碱基,但极为保守,只有10个位点存在碱基替换。PTV Swine/CH/IMH/03的5’-UTR和其他PTV毒株高度同源,其中和Talfan毒株同源性为100%。在上述构建PTV-1全长cDNA克隆的基础上,我们进行了PTV-1病毒挽救的工作,PTV-1病毒挽救进行了初步探讨。PTV-1全长cDNA克隆的成功构建及我们积累的PTV-1挽救经验,为后期进行基于PTV反向遗传操作的病毒基因组结构、功能及疫苗的研究奠定了基础。在PTV病毒中,3D蛋白是具有RNA依赖RNA聚合酶(RNA dependent RNA polymerase,RDRP)活性蛋白,能介导机体产生特异性的抗体。在同科的口蹄疫病毒(Foot and mouth disease virus,FMDV)中,以3D蛋白作为诊断抗原已经建立了用于FMDV抗体检测的诊断方法,而且得到了广泛的应用。为了能够建立一种特异性的血清抗体检测方法,用于我国猪捷申病毒血清流行病学调查,本实验以pSK-PTVFL为模板,通过PCR扩增了PTV 3D蛋白基因,并将其克隆到原核表达载体pET30a(+),用1PTG对含重组质粒的E.coli BL21重组菌进行了诱导表达,SDS-PAGE结果表明,3D蛋白获得了大量表达,薄层扫描表明表达的目的蛋白占菌体总蛋白的66.1%。Western blot显示,表达的3D重组蛋白能被猪抗PTV的阳性血清识别,这为基于PTV 3D蛋白的快速ELISA诊断试剂盒的研究奠定了基础。

论文目录

  • 中文摘要
  • 英文摘要
  • 1 引言
  • 1.1 猪捷申病及捷申病毒概述
  • 1.1.1 猪捷申病概述
  • 1.1.2 猪捷申病毒一般特征
  • 1.1.3 猪捷申病毒的诊断
  • 1.1.4 猪捷申病毒的免疫应答及疫苗研究
  • 1.1.5 猪捷申病毒的分子生物学特征
  • 1.2 反向遗传操作概述
  • 1.2.1 反向遗传操作策略
  • 1.2.2 反向遗传操作的应用
  • 1.2.3 反向遗传操作的局限性
  • 1.3 本研究目的和意义
  • 1.4 本研究的主要内容
  • 2 材料与方法
  • 2.1 猪捷申病毒Swine/CH/IMH/03株全长克隆的构建的材料与方法
  • 2.1.1 实验材料
  • 2.1.2 试验方法
  • 2.2 猪捷申病毒Swine/CH/IMH/03株3D蛋白原核高效表达及反应活性的材料与方法
  • 2.2.1 实验材料
  • 2.2.2 试验方法
  • 3 结果
  • 3.1 猪捷申病毒Swine/CH/IMH/03株全长克隆的构建
  • 3.1.1 PTV-1 RT-PCR
  • 3.1.2 四个亚克隆的构建
  • 3.1.3 pSK-PTV23的构建
  • 3.1.4 pSK-PTV123的构建
  • 3.1.5 pSK-PTVFL的构建
  • 3.1.6 全长克隆pSK-PTVFL的测序及序列分析
  • 3.1.7 全长克隆pSK-PTVFL与与亲本毒株的序列比对
  • 3.1.8 与捷申病毒全长序列的比对
  • 3.2 猪捷申病毒Swine/CH/IMH/03株3D蛋白的原核高效表达及反应活性
  • 3.2.1 PTV 3D基因PCR
  • 3.2.2 重组质粒pET3D的PCR鉴定
  • 3.2.3 3D重组蛋白的诱导表达
  • 3.2.4 3D重组蛋白表达方式鉴定
  • 3.2.5 3D重组蛋白表达条件的优化
  • 3.2.6 3D重组蛋白纯化
  • 3.2.7 3D重组蛋白Western Blot
  • 3.2.8 PTV 3D序列的比较分析
  • 4 讨论
  • 4.1 猪捷申病毒Swine/CH/IMH/03株全长克隆的构建
  • 4.1.1 构建策略及序列精确性
  • 4.1.2 pSK-PTVFL与亲本序列Swine/CH/IMH/03的比对
  • 4.1.3 poly(C)及poly(A)的获得
  • 4.1.4 克隆的稳定性
  • 4.1.5 3’-UTR的变异性
  • 4.1.6 5’-UTR的变异性
  • 4.1.7 多聚蛋白区的变异性
  • 4.1.8 PTV-1病毒挽救的初步探讨
  • 4.2 猪捷申病毒Swine/CH/IMH/03株3D蛋白的原核高效表达及反应活性
  • 4.2.1 3D蛋白的变异性
  • 4.2.2 3D蛋白的应用前景
  • 5 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻读硕士期间发表的学术论文
  • 相关论文文献

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