中国农业科学院兰州兽医研究所刘光清、刘在新、谢庆阁等,2004年5月下旬完成了口蹄疫病毒OH/CHA/99株全长基因组感染性克隆的构建,所得拯救病毒与亲本毒株的致病性基本一致。从而为我国研究口蹄疫病毒基因组的结构、功能及其致病机理等,提供了研究工具和技术平台。
据刘在新研究员介绍,口蹄疫病毒(FMDV)是一种小RNA病毒,主要引起偶蹄动物的口蹄疫,是一种危害严重的烈性传染病病原。由于口蹄疫病毒的基因组为单股正链RNA,在复制过程中不形成DNA中间体,基因工程技术大都在DNA分子水平上进行操作,要在基因水平上研究口蹄疫病毒的分子致病机制难度很大。而反向遗传学技术的兴起,解决了这一难题。
反向遗传学技术即“全长基因组感染性克隆构建”技术。刘在新说,经典遗传学通过分析生物性状、表型和遗传物质研究生命的发生与发展规律;反向遗传学则在获得生物体基因组全部序列的基础上,再按组成顺序构建含生物体必需的基因元件的基因组,让其装配出具有生命活性的个体,最后对靶基因进行定点突变、基因插入或缺失、基因置换等必要的改造,构建为修饰基因组,研究生物体基因组的功能,以及这些修饰可能对生物体的表型、性状产生的影响等。
他表示,反向遗传学技术在RNA病毒的研究上更具优势。由于RNA的不稳定性,对其进行直接操作很不容易,先将RNA病毒的基因组转换成cDNA,再对稳定的cDNA实施多种方式的基因操作,就能达到对病毒基因组表达调控机制、病毒致病的分子机理等进行研究,甚至得到减毒毒株用以开发新型疫苗的目的。
刘在新是“973”计划“重大畜禽疫病病原大分子结构与功能研究”项目分课题“病毒基因组及其编码蛋白一级结构研究”的负责人。在项目首席科学家谢庆阁研究员的指导下,课题组完成了3株口蹄疫病毒的全基因组序列测定和分析。为进一步深入研究口蹄疫病毒的基因功能和相关的生物学特性,研究人员首先构建了猪源口蹄疫病毒OH/CHA/99株的感染性cDNA,然后利用这一cDNA模板,在体外转录出病毒RNA,并对转录物RNA的感染性进行鉴定,发现所得拯救病毒的致病性,与其亲本毒株没有明显差异。
刘在新表示,这一成果为我国研究口蹄疫病毒基因组的结构、功能,以及致病机理和宿主嗜性等,提供了工具和技术平台;为进一步探索口蹄疫病毒致病的分子机制、病毒的免疫逃避机制以及研制新型口蹄疫疫苗,奠定了良好基础;并且为其它病原的研究提供了技术参考。