中文名: 哥伦比亚大学开放课程：病毒学
英文名: Columbia University - Courses 2009-2010 - W3310 - Spring 2010 Biology-Virology
资源格式: MP4
学校: (美)Columbia University主讲人： (美)Vincent Racanielo版： (本科课程)课件视频/更新至25课/共25课(原版缺15课)
发行日期: 2010年05月04日
地区: 美国
对白语言: 英语
文字语言: 英文
简介:
病毒学课程类型
内容介绍：
课程代码：本科课程 Columbia University - Courses 2009-2010 - W3310 - Spring 2010 Biology-Virology
病毒学是一门以病毒为研究对象，通过病毒学与分子生物学的相互渗透与融合而形成的新兴学科。具体来说，在充分了解病毒的一般形态和结构特征的基础上，研究病毒基因组的结构和功能，探索病毒基因组的复制、基因表达和调节机制，揭示病毒感染和致病的分子本质，为病毒基因工程疫苗和抗病毒药物的开发以及病毒病的诊断、预防和治疗提供科学的理论基础和依据。
病毒学的主要内容： 1)病毒基因组的结构和功能
核酸分为DNA和RNA，分为单链和双链，也分为线性和环状。单链RNA有不同的极性，分为正链RNA(+RNA)、负链RNA(—RNA)和双义RNA(其基因组的一部分是正极性，另一部分是负极性)。正链RNA(+RNA)正链RNA具有或无帽结构，无帽结构(+RNA)基因组5，端有共价结合蛋白；3`端有多个聚尾poly(A)或者没有poly(A)。找出病毒基因组的核苷酸组成及其排列顺序；找出基因组中开放的阅读框(ORF)了解病毒基因组中重复序列元件和调节单元对病毒基因复制和表达的影响；澄清病毒的结构基因、调节基因及其编码产物在病毒复制和循环中的关系，以及它们与细胞基因及其表达产物之间的关系。
2)病毒基因表达的调节 基因表达包括两个方面：转录和转译。
转录： (1)有些病毒使用自己基因组编码的RNA聚合酶。
(2)RNA聚合酶完全依赖宿主。
(3)一些RNA聚合酶中的某些因素通过调节基因编码的调节蛋白取代宿主细胞，从而改变宿主RNA聚合酶的转录方式。
(4)通过细胞或病毒编码的调节因子结合或作用于这些调节元件，使用启动子或增强子影响病毒基因的表达。
(5)端戴帽和3`端加poly(A)尾部以及内容子切除术和MRNA拼接。
翻译：由于蛋白质的合成完全依赖于细胞翻译系统，病毒可以通过自己的特定机制接管和使用宿主的翻译系统，如脊髓灰质炎病毒的2A蛋白质水解帽和蛋白质复合物(CBP)由于失活，带有帽子结构的宿主MRNA无法翻译，而没有帽子结构的病毒MRNA可以成功地使用宿主的翻译系统进行翻译。
3）病毒感染的分子机制：研究不仅包括病毒吸附、侵入和释放的特点，还包括阐明病毒致病性和宿主免疫效应的分子机制。
主要涉及病毒吸附蛋白与宿主细胞受体蛋白的相互识别和作用；病毒急性感染和持续感染的发生机制，特别是在持续感染过程中，产生非杀细胞感染和病毒逃生宿主免疫识别的作用机制。
4）病毒致癌的分子机制：除遗传和其他因素外，人类和动物肿瘤的形成也是一些肿瘤病毒的重要诱因。具体情况如下：
(1)某些DNA肿瘤病毒早期基因编码的转化蛋白导致细胞转化和动物致癌的作用机制是它们结合或作用于细胞的抑癌蛋白P53或RB，导致P53或RB失活，导致细胞无限增殖和生长失控，最终诱发细胞转化和肿瘤形成。
(2)一些RNA肿瘤病毒的基因组携带病毒癌基因，其细胞转化和致癌作用与病毒癌基因的表达活动有关。
(3)RNA病毒中也有一些病毒，如人类T淋巴细胞白血病毒1型(HTLV-1)不含病毒癌基因，其原病毒DNA不优先插入和整合在细胞癌基因附近，但蛋白质可以通过自己的基因组P40tax调节，可以反式激活细胞增殖的相关基因表达，导致细胞无限增殖，诱发癌症。
5)抗病毒活性物质:干扰素是对抗病毒多肽物质作用机制最清楚的研究。几乎所有的哺乳动物都存在，它们不仅能抵抗病毒，还具有免疫调节和肿瘤抑制作用。克隆表达干扰素基因在1979年首次成功。经过多年的发展，它已成为一种重要的抗病毒药物。IL-1等克隆重组的淋巴因子、IL-2、肿瘤坏死因子(TNF)还具有较强的抗病毒活性。
反义RNA的抗病毒活性也得到了广泛的关注。主要是通过与相应的病毒MRNA或DNA杂交，阻碍病毒MRNA编码合成蛋白的功能，破坏病毒的复制循环，达到抗病毒感染、预防和治疗的目的。
核酶是一种能水解靶RNA的RNA分子，在与靶序列杂交后，可切割RNA上的特异性磷酸二酯键。
6)病毒基因工程疫苗:疫苗，尤其是病毒疫苗，已经成为人们预防传染病最重要、最有效的手段，越来越受到生物医学界的重视。特别是近30年来，生物工程技术和分子生物技术的快速发展极大地促进了疫苗的研究和发展。一般来说，对于免疫保护机制明确、易于培养的病毒，可采用传统工艺生产；一些免疫保护机制不明确，可能产生免疫病理反应、潜在肿瘤作用或不易培养的病毒，传统方法难以生产疫苗，可通过基因工程解决。应注意以下问题：
(1)使用合适的表达系统来表达产品是否具有免疫原性
(2)表达系统的表达效率
(3)表达产品纯化的方便性
主讲人：
(美)Vincent Racaniello 博士 哥伦比亚大学微生物与免疫学系教授。主要研究领域：核糖核酸病毒复制及分子生物学发病机制 。
主要着作：
1.Drahos, J. and Racaniello, V.R. (2009) Cleavage of IPS-1 in cells infected with human rhinovirus. J. Virol. 83: 11581-11587.
2.Barral, P.M., Sarkar, D., Fisher, P.B. and Racaniello, V.R. (2009) RIG-I is cleaved during picornavirus infection. Virology 391: 171-176.
3.Morrison, J.M. and Racaniello, V.R. (2009) Proteinase 2Apro is essential for enterovirus replication in type I interferon-treated cells. J. Virol. 83: 4412-4422.
4.Kim, M.S. and Racaniello, V.R. (2007) Enterovirus 70 receptor utilization is controlled by capsid residues that also regulate host range and cytopathogenicity. J. Virol. 81: 8648-8655.
5.Barral, P.M., Morrison, J.M., Drahos, J., Gupta, P., Sarkar, D., Fisher, P.B. and Racaniello, V.R. (2007) MDA-5 Is Cleaved in Poliovirus-Infected Cells. J. Virol. 81: 3677-3684.
6.Kauder, S., Kan, S. and Racaniello, V.R. (2006) Age-dependent poliovirus replication in the mouse central nervous system is determined by internal ribosome entry site-mediated translation. J. Virol. 80: 2589-2595.
7.Harris, J.R. and Racaniello, V.R. (2005) Amino acid changes in proteins 2B and 3A mediate rhinovirus type 39 growth in mouse cells. J. Virol. 79: 5363-5373.
8.Ren, R., Costantini, F., Gorgacz, E.J., Lee, J.J. and Racaniello, V.R. (1990) Transgenic mice expressing a human poliovirus receptor: A new model for poliomyelitis. Cell 63: 353-362.
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