質粒的本質是什麼？為什麼有些人不知道它是如何逆轉錄病毒的存在？

質粒的本質是什麼

無論是初入實驗室的萌新還是久經沙場的老將，都免不了與慢病毒打交道，可以說，慢病毒作為生物科研界的一款神器，在基礎研究中發揮著重要的作用。

但是，即使是如此重要的工具，很多人也用不好，歸根結底就是對它的不熟悉。

什麼是慢病毒？

慢病毒是逆轉錄病毒的一種，透過長時間的潛伏它能在宿主體內引起慢性致死性疾病。同時，它的宿主的分佈範圍非常廣，包括人類和其他的哺乳動物。直接說慢病毒大家可能還是有點陌生，那麼如果說艾滋病病毒（HIV）呢？沒錯，HIV也是慢病毒的一種。之所以說艾滋病非常難治療，其中一個方面就是它能透過感染細胞，將其遺傳物質整合到宿主細胞的基因組中，與宿主細胞‘融為一體’。因此，也就賦予了慢病毒一種很重要的特徵，它能將自己的遺傳物質整合到感染細胞的基因組中，使宿主細胞長期製造病毒顆粒。

圖1。 HIV-1複製的示意圖。［2］

慢病毒安全麼？

上面提到了慢病毒的來源，大家可能就很惶恐，心想慢病毒那麼危險，實驗室為什麼還要用它？但是啊，我們首先得明確一點，此慢病毒非彼慢病毒。

實驗室使用的慢病毒本質上來說是一種載體，雖然也是病毒顆粒，但它是沒有自我複製功能的。我們實驗室使用的慢病毒是透過人為改造的，野生的慢病毒的遺傳物質中包含了病毒顆粒製造所有蛋白的表達基因，因此當病毒遺傳物質整合到宿主基因組上時，宿主細胞就能源源不斷的生產病毒。而實驗室的慢病毒將遺傳物質中含有外殼蛋白的所有基因都剔除了，從而保證了外源基因整合到基因組上時不會帶有表達病毒外殼所需的元件。同時，從慢病毒載體應用於科學研究開始，至今沒有出現過由於慢病毒引起的重大醫療事故，可以看出它的安全性。

慢病毒是如何製作的呢？

目前慢病毒包裝系統已經發展到了第三代包裝系統，這個包裝系統還有4個質粒，也就是1個目的基因載體，3個輔助質粒。

顧名思義，目的基因載體是用來承載我們希望表達的目的基因片段的，而3個輔助質粒的目的是在細胞中短時間內表達出病毒外殼所需要的的蛋白。因此我們在慢病毒包裝的過程中，只需要同時將4個質粒轉染到293T細胞中即可。

圖2。 使用慢病毒生成穩定細胞系的示意圖。［1］

慢病毒有什麼用呢？

對於這個問題，我們首先理清下慢病毒的特點。

1。 能將外源片段DNA整合到感染的細胞中

2。 整合片段具有隨機性

3。 載體容量為4。7kb

從這些特點來看，我們很容易就可以想轉基因技術。慢病毒最常見的應用是在細胞系中穩定過表達目的基因。換句話說，由於慢病毒能將大約4。7kb的外源DNA序列整合到基因組中，因此最適合作為轉基因的載體。

但是，值得注意的，這裡的外源DNA片段並不僅僅是具有表達功能的基因，也可以是任何DNA序列。因此，我們不應該將慢病毒的應用侷限於過表達的某個目的基因。透過慢病毒我們也可以將其他表達原件，比如啟動子、增強子、調控序列和可誘導元件等順式作用元件，整合到細胞基因組中，將有利於構建我們實驗目的所需的研究模型。