【3.2.2】病毒载体元件

在研究中使用病毒载体有很多好处,包括但不限于:帮助将难以递送的 DNA 输送到哺乳动物细胞中,提高基因转导的效率,允许控制哪些细胞通过病毒假型,以及载体克隆和修饰的简易性。在最基本的层面上,病毒载体由一个病毒基因组组成,该基因组已被改编为基于质粒的技术,并通过去除许多必需基因和分离病毒成分来进行安全修改。 继续阅读以了解用于制造这些载体的病毒的简要说明,以及定义包含病毒载体系统的质粒中发现的主要元素的表格。

病毒载体的类型

在众多病毒中,实验室中只有一个子集是常用的,我们将讨论三种最流行的病毒:γ 逆转录病毒、慢病毒和腺相关病毒。

γ-逆转录病毒和慢病毒 Gamma-retrovirus and lentivirus

逆转录病毒是一种 RNA 病毒,它使用逆转录酶制造 DNA 原病毒,该原病毒可以整合到宿主的基因组中。科学家使用的逆转录病毒有两种常见的属:γ-逆转录病毒(很多时候简称为“逆转录病毒”)和慢病毒。从这两个 属中,研究最多的类型分别是 鼠白血病病毒 (MLV) 和人类免疫缺陷病毒-1 (HIV-1)。由于这些病毒密切相关,它们的生命周期和所需的成分基本相同,尽管在序列水平上确实存在差异。这意味着含有病毒特异性元件(如 LTR 或结构蛋白)的质粒不可互换;然而,其他更一般的病毒成分,如异源包膜或 转录后调控元件 可用于任一系统。 γ-逆转录病毒和慢病毒之间最显着的区别是慢病毒可以感染分裂细胞和非分裂细胞,而γ-逆转录病毒仅限于分裂细胞。

腺相关病毒

腺相关病毒或 AAV 是一种小型细小病毒,可感染人类和其他一些灵长类动物,但目前尚不知道会引起疾病。如果 AAV 专门用于感染人类细胞,它会在特定的染色体位点稳定整合,作为其溶原生命周期的一部分;然而,添加辅助病毒如腺病毒或包含特定病毒蛋白 E1A、E1B、E2A、E4 和 VA 的辅助质粒将导致 AAV 进入裂解循环并复制。AAV 至少有 11 种不同的血清型,可能还有更多待发现。研究和实验使用最多的血清型是 AAV2;然而,包括物种和细胞类型在内的许多因素可能会使其他血清型更受欢迎。

常见病毒载体元件

在开发病毒载体时,科学家们力求实现许多特性:低风险、高表达、大负载能力、感染靶细胞的能力、宿主无免疫反应以及易于在实验室开发/使用。在科学家使用的几乎所有病毒表达系统中,n 个非必需成分都被去除,剩余的 天然基因分布在多个质粒上以确保安全。元件如何划分的选择取决于组件需要以顺式(在同一质粒上)还是反式(在单独的质粒上 on a separate plasmid)作为插入片段提供。下表列出了病毒载体系统中最常见的一些组件。

γ-逆转录病毒和慢病毒元素:

AAV元素:

参考资料

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