综述:杆状病毒双相感染策略与生物技术应用:结构与调控研究综述

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:Biotechnology Advances 12.1

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  这篇综述系统解析了苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒(AcMNPV)的双相感染机制(BV/ODV),聚焦其结构蛋白(VP39、GP64、polyhedrin)与调控基因在病毒复制、宿主操纵中的精密协作,并探讨了其在生物农药、蛋白表达(真核系统)及基因治疗(如癌症靶向)中的转化潜力,为农业与医学领域提供跨学科解决方案。

  

病毒感染周期
苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒(AcMNPV)采用双相感染策略,通过两种形态不同的病毒粒子——出芽型病毒粒子(BV)和包埋型病毒粒子(ODV)——实现宿主内传播与环境持久性。BV在感染早期通过质膜出芽形成,介导细胞间扩散;而ODV在感染晚期由核膜包裹,嵌入多角体蛋白(polyhedrin)形成的包涵体中,抵抗环境降解。

AcMNPV的结构组成
病毒粒子由核衣壳(nucleocapsid)和囊膜(envelope)构成,其中核衣壳核心蛋白VP39与DNA结合蛋白P6.9协同稳定病毒基因组。BV囊膜富含GP64融合蛋白,促进宿主细胞膜融合;ODV则依赖P74、PIF蛋白复合体穿透中肠上皮。多角体结晶矩阵(occlusion body)的刚性结构保护ODV免受紫外线与干燥破坏。

调控功能基因
AcMNPV的154个开放阅读框(ORF)中,ie-1
lef
基因家族调控病毒DNA复制与转录时序;vp39
p6.9
参与核衣壳组装;chitinase
cathepsin
则溶解宿主组织促进病毒释放。值得注意的是,ac18
等非必需基因虽不影响病毒复制,但可能通过生态适应性调节感染效率。

未验证基因与微小RNA
部分基因如ac3
(编码类海螺毒素肽CTL)功能未明,而病毒编码的miRNA可能通过宿主基因沉默调控免疫逃逸。

应用前景
AcMNPV作为生物农药时,可工程化表达昆虫特异性毒素(如ω-ACTX-Hv1a)增强杀虫效力;其真核表达系统能高效生产复杂疫苗(如HPV L1蛋白),且核多角体强启动子(polh
)支持多基因共表达。在基因治疗中,BV载体可靶向递送肿瘤抑制基因(如p53),但需克服哺乳动物先天免疫限制。

结论
AcMNPV的双相感染策略与模块化基因设计为农业害虫防控和生物医学提供了独特工具。未来研究需解析宿主互作网络(如中肠受体识别),并优化载体安全性(如组织特异性启动子),以推动其从实验室到田间与临床的转化。

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