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虹彩病毒(iridovirus)是一类感染无脊椎动物和冷血脊椎动物的大型DNA病毒,具有典型的正二十面体结构,它们是鱼类、蛙类和龟类等水生动物的重要病原,对我国的水产养殖业造成了重大的经济损失。虹彩病毒科被划分为五个属,分别是虹彩病毒属(Iridovirus)、绿虹彩病毒属(Chloriridovirus)、蛙病毒属(Ranavirus)、淋巴囊肿病毒属(Lymphocystivirus)和肿大细胞虹彩病毒属(Megalocytivirus)。本文的主要研究对象虎纹蛙病毒(TFV)是虹彩病毒科蛙病毒属的成员,最早从广东省南海市某虎纹蛙养殖场患病的虎纹蛙蝌蚪上分离、鉴定,同时也是第一个完成基因组全序列测定的蛙病毒属的病毒。
MicroRNA(miRNA)是一类长度约为22个核苷酸参与基因转录后水平调控的非编码小分子RNA(non-coding RNA),在表达上具有组织和时间的特异性,这类小分子RNA可以通过诱导靶mRNA切割降解、翻译抑制或者其他形式的调节机制抑制基因的表达。MicroRNA普遍存在于植物、无脊椎动物和脊椎动物的基因组中,并且在许多生物学过程包括细胞的分化和凋亡、激素分泌、信号传导、个体的发育和疾病发生中起到非常重要的作用。最近的研究表明,病毒自身也可以编码MicroRNA,病毒可以通过MicroRNA介导的干扰作用来调节自身和宿主基因表达,进而影响宿主与病毒之间的相互作用关系。从发现首个病毒编码的miRNA开始,现已在疱疹病毒、多瘤病毒、逆转录病毒的病毒家族中发现了100余种病毒编码的MicroRNA。随着病毒miRNA的鉴定和功能的深入研究,将为寻找病毒感染的生物标志物和治疗方法提供了新的思路和方法。
本研究以虹彩病毒科蛙病毒属的虎纹蛙病毒为研究对象。首先将斑马鱼的胚胎细胞系ZF4进行大规模传代,通过测定病毒滴度,将TFV病毒稀释至合适浓度后感染ZF4细胞,观察细胞病理变化(CPE)的出现时间和严重程度,每隔4小时分23个时间点裂解细胞取样,采用专门提取小分子RNA的试剂盒对TFV和ZF4的microRNA分时间段提取,通过PAGE胶对提取的microRNA进行数量和质量上的初步分析和验证,将15-200 nt范围内的条带进行胶回收、纯化以及浓缩;随后将得到的miRNA使用SBI公司的试剂盒反转录成cDNA,在琼脂糖电泳分离后将分子大小在50-350 bp范围的条带完成胶回收后连入pMD19-T vector进行克隆,把得到的3314个有效的克隆的测序结果进行三方面的分析,一是使用NCBI上的BLAST把序列结果与ZF4和TFV的基因组比对,二是将序列在miRbase中进行检索以寻找miRNA序列的同源性与保守性,三是使用RNA structure、Vmir软件对于茎环结构进行了预测,最后综合三方面的分析结果,确定了10个候选TFV miRNA,设计DNA寡核苷酸的探针,运用Northern Blot的方法进行验证。
通过建立TFV的MicroRNA文库,为之后鉴定TFV的miRNA、探究TFV编码的miRNA的功能及作用原理打下了良好的基础,进而使得采用合理、有效的生物学方法保护水生经济作物成为可能,最终达到减少水产养殖业直接经济损失的目的。