Pocken-Viren
Pockenviren sind die größten bekannten Virionen. Die Partikel haben eine ovale oder ziegelsteinartige Gestalt mit einer Größe von 200 - 400 nm. Sie besitzen ein großes (ungefähr 190 kb) doppelsträngiges DNA-Genom, das in ein bikonkaves Core eingeschlossen ist. Dieses Core enthält auch die viral codierten Enzyme für die frühe Transkription. Die lineare genomische DNA besitzt terminale, invertierte Wiederholungssequenzen mit einer Länge von 10 kb. Die endständigen Bereiche bilden kurze, terminale Haarnadelstrukturen aus, die die beiden DNA-Stränge miteinander kovalent verbinden. Diese Haarnadel stellt eine Struktur für die Initiation der DNA-Replikation dar. Das Genom besitzt etwa 200 offene Leseraster, wobei die Funktion der Mehrzahl dieser Genprodukte nicht bekannt ist. Nach Eintritt und Freisetzung in das Cytoplasma der infizierten Zelle transkribiert die virale Transkriptionsmaschinerie, die im viralen Core vorhanden ist, die frühen mRNAs. Wie bei anderen DNA-Viren auch, bereiten die frühen viralen Genprodukte die Replikation der viralen DNA vor. Bei den dabei beteiligten viral codierten Enzymen handelt es sich um eine DNA-Polymerase, eine DNA-Ligase, Thymidinkinase, Thymidylatkinase und Ribonucleotidreductase. Die DNA-Replikation resultiert in Konkatemeren neuer Genome, die in einzelne Genome prozessiert werden müssen. Nach der DNA-Replikation werden die späten Gene exprimiert, die für die Strukturproteine codieren, welche zu reifen Viruspartikeln zusammengefügt werden.
Das Vacciniavirus, ein Pockenvirus unbekannter Herkunft, wurde erfolgreich für die Impfung gegen das, in den späten siebziger Jahren weltweit ausgerottete menschliche Variolapockenvirus eingesetzt. Das genetisch modifizierte, von Vaccinia (Stamm "Kopenhagen") abgeleitete NYVAC oder das attenuierte MVA-Vaccinia, ebenso wie Pockenviren anderer Spezies, wie etwa das Pockenvirus der Kanarienvögel, setzte man zur Expression von Fremdgenen für Impfzwecke ein. Diese Viren sind sicherer als das ursprüngliche Vacciniavirus, dessen Einsatz in seltenen Fällen, besonders bei immunsupprimierten Patienten, zu schweren Impfreaktionen oder sogar zum Tod führen kann.
Da die Genome der Pockenviren sehr groß sind, muß das Gen, welches exprimiert werden soll, durch Rekombination eingebracht werden. Da die Thymidinkinase für die Virusreplikation nicht absolut essentiell ist wird ihre Sequenz für die Insertion des interessierenden Gens durch Rekombination genutzt. Dies setzt die Einschleusung eines DNA-Moleküls voraus, bei dem das interessierende Gen von Thymidinkinasesequenzen flankiert ist. Zudem können rekombinante Viren, die das Thymidinkinasegen verloren haben, leicht identifiziert werden, was die spätere Aufreinigung vereinfacht.
Rekombinante Pockenvirusvektoren, die das Tollwutvirus-Glykoprotein enthalten, werden bereits als Lebendimpfstoff gegen Tollwut bei Füchsen in Europa und Waschbären in den Vereinigten Staaten eingesetzt. Ähnliche Vektoren benutzt man für Impfungen, die sich augenblicklich noch im Versuchsstadium befinden, gegen eine Anzahl anderer, tiermedizinisch relevanter Erkrankungen. Klinische Untersuchungen am Menschen, in denen rekombinante Pockenviren zur Impfung gegen virale Infektionen wie HIV, das Japanische Enzephalitisvirus, Malaria und eine Reihe von Tumoren eingesetzt werden, sind gleichfalls im Gange. Die meisten dieser Versuche haben bereits gute Sicherheitsprofile gezeigt und werden jetzt auf ihre Wirksamkeit hin untersucht.