湖南大学生物学院病原微生物与免疫研究所医学病毒学湖南省重点实验室, 长沙 410082
近年来, 病毒感染疫情频发, 凸显了高效便利的病毒检测技术以及抗病毒药物研制的迫切性。基于成簇的规则间隔短回文重复序列(CRISPR)和CRISPR相关蛋白(Cas)的工程系统在靶向和切割核酸方面具有较高的特异性和效率, 是目前使用最为广泛的基因编辑工具。该系统目前也广泛应用于病毒学研究和相关医疗实践。本文重点介绍了Cas9、Cas12和Cas13这三种最常用的CRISPR/Cas系统在病毒检测和抗病毒治疗中的应用。在病毒检测方面, Cas9通过与荧光传感器、电化学传感器和侧流层析试纸等生物传感器相结合, 提高了生物传感器检测的灵敏度和准确性。Cas12和Cas13则基于其反式切割活性, 目前已经开发了多种技术来检测DNA和RNA病毒, 如SHERLOCK和DETECTER。在抗病毒治疗方面, Cas9已被用于靶向切割病毒DNA, 从而抑制病毒的复制, 其靶标包括DNA病毒的基因组和逆转录病毒的中间产物DNA; 而Cas13则被用于靶向病毒RNA, 其靶标包括RNA病毒的基因组和病毒mRNA。尽管CRISPR/Cas系统在灵敏度、效率和便利度等方面具有多种优势, 但在一些方面仍不可避免地存在局限性, 如脱靶效应、免疫原性和致癌性。本文全面总结了CRISPR/Cas系统应用于病毒检测和抗病毒治疗的现有进展, 为了解该领域相关技术提供了系统的参考。
CRISPR/Cas系统 病毒检测 抗病毒治疗 生物传感器 CRISPR/Cas system virus detection antiviral therapy biosensor
1 1.中国科学院大学 中丹学院, 北京 101408
2 2.中国科学院 生物物理研究所, 北京 100101
细菌和病毒一直对人类健康构成威胁。SARS-CoV-2已经在世界各地肆虐了近三年, 给人类健康带来了巨大危险。面对细菌的抗药性和抗生素治疗效果不佳等种种挑战, 人们迫切需要新的方法来对抗致病微生物。最近, 具有内在酶活性的纳米酶作为一种有前途的新型“抗生素”, 通过催化生成大量活性氧, 在生理条件下表现出卓越的抗菌和抗病毒活性。此外, 基于纳米酶的治疗中, 纳米材料在独特的物理化学特性(如光热和光动力效应)的帮助下可以增强治疗效果。本文综述了纳米酶在抗菌、抗病毒-方向的研究进展, 从机制角度系统总结分析了纳米酶消除细菌、病毒等微生物的原理, 对未来的新型纳米抗菌抗病毒材料的研发方向及其所面临的挑战进行了展望, 为开发下一代抗微生物感染纳米酶提供了思路。
纳米酶 抗微生物 催化 抗菌 抗病毒 综述 nanozyme anti-microbial catalyze antibacterial antivirus review
1 北京师范大学生命科学学院, 北京 100875
2 甘肃亚盛集团博士后科研工作站北京分站, 北京 100101
3 中国科学院遗传与发育研究所, 北京 100101
4 天津市园林花圃, 天津 300112
5 甘肃亚盛实业(集团)股份有限公司, 甘肃 兰州 730030
利用农杆菌介导方法, 分别将PAPⅡ单基因、PAPⅡ基因和异戊烯基转移酶基因(ipt)共表达的双基因(PAPⅡ-ipt)导入烟草品种K326叶细胞中, 半定量RT-PCR分析了转基因植株中PAPⅡ、ipt和核糖体蛋白大亚基基因(RPL3A)的表达, 并进行了TMV攻毒实验。结果表明: 双基因PAPⅡ-ipt对烟草的转化频率高达45.55 %, 为单基因PAPⅡ的转化频率(13.3 %)的3.4倍; 50 %的转基因植株没有检测到转基因的表达, PAP Ⅱ-ipt表达的转基因植株中RPL3A基因的表达水平为PAP Ⅱ表达植株中的1.25倍, 且生长发育正常, 对TMV病毒的抗性有较大程度的提高。因此, ipt与PAPs基因共表达可作为克服PAPs细胞毒性的有效途径。
美洲商陆抗病毒蛋白 异戊烯基转移酶 细胞毒性 核糖体蛋白L3 pokeweed antiviral protein isopentenyl transferase cytotoxicity ribosomal protein L3
1 解放军第302医院全军中药研究所, 北京 100039
2 成都中医药大学药学院, 四川 成都 610075
3 北京中医药大学东直门医院药学部, 北京 100700
荧光测定法在化学分析和生物检测中已广泛应用, 将该法引用到中药的生物效价检测中则是一种新的尝试。 而生物效价检测与药效直接相关联, 是研究中药质量控制与品质评价方法的新趋势。 为了建立与抗病毒药效相关的板蓝根质量控制和评价方法,采用化学荧光测定法考察了板蓝根提取物对流感病毒神经氨酸酶(NA)的体外抑制活性, 分析了其药理作用的量效曲线变化趋势和作用规律。 在此基础上并根据生物检定的统计学原理, 以“质反应平行线”法设计和优化检测条件, 建立了板蓝根抗病毒生物效价荧光检测方法。 实际测试结果能够灵敏、 定量表征样品间的品质差异, 方法的可靠性和可重复性较好。 以此作为板蓝根质量生物控制和评价方法, 能够体现中药药效特点。
化学荧光测定 抗病毒效价 板蓝根 生物测定 Chemical fluorometric determination Antivirus potency Radix Isatidis Bioassay
1 北京师范大学生命科学学院,北京,100875
2 甘肃亚盛集团博士后科研工作站北京分站,北京,100101
通过RT-PCR从美洲商陆叶片中获得PAP N端氨基酸修饰的cDNA克隆PAP-sp1.构建携带PAP-sp1的植物转化载体pBPAP,利用农杆菌介导将PAP-sp1导入烟草品种K326叶片细胞,通过抗性筛选、组织化学和PCR鉴定获得了转基因烟草植株,按形成转基因不定芽的外植体数统计,烟草K326的转化率高达8.1 %.攻毒实验表明,与对照植株相比,转基因烟草株系发病推迟,感病程度较低,开花结果提早.
美洲商陆 美洲商陆抗病毒蛋白 烟草 转基因植株 病毒抗性
采用激光微束穿刺法将损伤诱导型启动子控制之下的商陆抗病毒蛋白(PAP)CDNA导入了甘蓝型油菜(BrassicanapusL．)双低品种H165,经庆大霉素筛选,获得了抗性再生植株。PCR扩增检测及Southern杂交分析表明,PAPcDNA连同损伤诱导型启动子已稳定整合至受体基因组,转化效率为1．7％。攻毒实验表明,转基因油菜植株对供试病毒芜菁花叶叶(TuMV)具有较高抵抗能力。
激光微束穿刺 商陆抗病毒蛋白(PAP)cDNA 转基因甘蓝型油菜
