分子病毒学molecular virology

在分子水平上对病毒进行结构与功能研究的科学。分子病毒学主要向两个方向发展，在理论方面用分子生物学技术阐明病毒及病毒感染的本质，应用方面指病毒基因工程。主要研究领域如下。
病毒的分子结构 研究病毒基因组的结构与功能的关系，一般须先建立病毒基因组的无性繁殖系，以获得足够量的病毒DNA。大的DNA病毒基因组可用限制性内切酶切割成几个片段进行克隆； RNA病毒可先在试管内反转录成cDNA再进行克隆； 反转录病毒基因组可克隆其前病毒DNA。建立了病毒基因组的无性繁殖系后，就可以采用化学法或酶促法测定病毒基因组的核苷酸序列，以了解基因的一级结构。借助于计算机分析，结合在试管内进行的转录和翻译试验，或基因缺失变异株的互补试验等，就可逐步阐明其结构和功能之间的关系，并了解基因表达调控的某些原理。另一种途径是，采用重组DNA技术表达病毒蛋白，或直接从纯化的毒粒中分离纯化病毒蛋白，再阐明其结构与功能。
病毒侵染的分子机理 病毒侵染不同于其它病原生物的侵染，从本质上来说是一种分子侵染。因此，分子病毒学的另一个重要任务是研究病毒与寄主细胞的相互作用，以求进一步阐明病毒发病与免疫的分子机制。这一领域也就是“病毒分子病理学”，其研究内容包括病毒蛋白与寄主细胞受体的相互关系，病毒的持续性感染，病毒基因与细胞基因组的相互作用，病毒感染与免疫等。
真核基因调控 分子生物学的一个重要命题是阐明基因调控原理。但是真核基因组的结构与调控原理十分复杂，而病毒却可提供一个简便的研究模型。在分子生物学中已知的有关真核基因组结构与调控原理，大多是通过分子病毒学的研究获得的。正是由于RNA肿瘤病毒逆转录酶的发现，导致对中心法则进行了重大修正。证明真核基因的不连续性。由此可见，分子病毒学过去已经，今后也将继续对整个分子生物学的进展作出重要贡献。
抗病毒基因工程 由于分子病毒学的发展，阐明了一些病毒基因组的结构与功能，为利用病毒来源的抗病毒基因工程开辟了道路。根据病毒株系间的交义保护作用可能与病毒外壳蛋白有关的设想，将病毒外壳蛋白的RNA，反转录成cDNA，将其全长克隆插入农杆菌的Ti-质粒，感染烟草等双子叶植物的叶片，以卡那霉素等药物作为选择标记，筛选出含转化子的愈伤组织，再生成为转基因植株。这种转基因植株能推迟发病。另一种抗病毒基因工程是用能抑制病毒复制的病毒卫星RNA构建的。将其cDNA组建成全长序列的抗病毒基因。中国已研制抗黄瓜花叶病毒的卫星RNA基因，并获得抗病毒的转基因烟草和番茄。由于卫星RNA能抑制侵入的病毒复制，减轻症状，因此其抗病性在生长中后期更为明显。
病毒载体的组建 原核细胞系统的DNA重组技术，对真核基因，包括动物病毒基因的克隆和鉴定，是十分必要的。因为真核基因工程的起始步骤都先在原核细胞内完成。但真核基因与原核基因的结构与表达调节有很大差别，要进行病毒基因或其它真核基因的表达调节研究，就必须建立一种真核基因工程系统。曾企图用花椰菜花叶病毒的双链DNA作为植物基因转移载体，但由于其插入基因量太小等原因难于构建成有实用价值的载体。近年来用侵染禾本科植物的双生病毒的单链DNA病毒构建禾谷类作物基因转移载体的研究不断增加。由双生病毒侵染性DNA克隆与农杆菌Ti-质粒重组体形成的农感染(Agroinfection)有希望成为禾谷类作物的转基因载体。
病毒蛋白质工程 在阐明了病毒特定蛋白质的立体结构与功能关系的基础上，就可以根据人们的需要，采用基因工程技术改变蛋白质的结构，使之更符合人们的需要。例如，在阐明病毒中保护性抗原的立体结构之后，就可以改变某些氨基酸使之有更强的抗原性等。
病毒病诊断和新病毒的发现 病毒病的诊断一直是病毒学的重要任务。由于分子病毒学的发展，诊断方法日新月异。例如近年发展起来的耐热多聚酶链锁反应(PCR)在病毒病的诊断上是一个重大的技术革新。原则上，只要细胞或其它样品中含有一个分子的病毒基因，就可以采用PCR技术检出其病毒。分子病毒学的诊断技术也为发现新病毒提供了手段。常用的方法是先从样本中分离纯化病毒基因组，如为RNA病毒，则需经逆转录成cDNA，然后进行扩增，克隆，序列分析，就不难判断其病毒种类。