AAV(腺相关病毒, adeno-associated virus)的基因组是一个单链DNA(ssDNA),全长大约 4.7 kb,整体结构比较紧凑。
一、野生型 AAV 基因组的基本结构
通常可以概括为:ITR – rep – cap – ITR
1. ITR(inverted terminal repeats,反向末端重复序列)
位于基因组两端
每端大约 145 nt
是 AAV 基因组中最关键的顺式作用元件
作用包括:
- DNA复制起始
- 基因组包装
- 病毒拯救与整合相关过程
ITR 能形成发卡结构(hairpin),这对 AAV 的复制非常重要。
2. rep 基因
编码复制相关蛋白
主要产生 4 种蛋白:
- Rep78
- Rep68
- Rep52
- Rep40
主要功能:
- 调控病毒复制
- 调控转录
- 参与基因组包装
- 在某些情况下参与基因组整合
3. cap 基因
编码衣壳蛋白
主要产生:
- VP1
- VP2
- VP3
这三种蛋白共同组成病毒衣壳
此外 cap 区域还可编码一些辅助蛋白,如AAP(assembly-activating protein),参与衣壳装配
二、重组 AAV(rAAV)载体的基因组结构
在基因治疗里,常用的不是野生型 AAV,而是重组AAV载体。它的结构通常是:ITR – 启动子 – 目的基因 – polyA – ITR
也就是:
- 两端保留 ITR
- 中间的 rep 和 cap 被去掉
- 替换成你想表达的外源基因表达盒
特点
- ITR 是必须保留的
- rep/cap 不在载体基因组里,而是在包装时由辅助质粒提供
- AAV 的包装容量有限,一般约 4.7 kb,实际常建议外源表达盒控制在 4.4–4.8 kb 左右
三、简单示意图
野生型 AAV
[ ITR ] — [ rep ] — [ cap ] — [ ITR ]
重组 AAV 载体
[ ITR ] — [ Promoter ] — [ GOI ] — [ polyA ] — [ ITR ]
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