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水生所揭示魚類調控抗病毒天然免疫反應的機制
作者: 歐陽剛 | 2020-08-14 | 瀏覽量:

  魚類病毒病的爆發與流行是我國水產養殖尤其是集約化養殖的最重要威脅之一。與哺乳動物類似,魚類抗病毒感染,主要通過天然免疫反應系統和獲得性免疫反應系統來行使功能。天然免疫反應系統是在生物體演化出來的、對抗病原體感染的古老防御系統,從低等的無脊椎動物到人類都得到高度發展,是生物體抗病毒感染的第一道重要防線。而獲得性免疫系統是從有頜類動物才開始演化起來。魚類作為較原始的有頜類動物類群,其獲得性免疫系統在許多種類才剛剛得到演化發展,因此,魚類對病毒感染的獲得性免疫反應往往不顯著、免疫記憶也相對較弱。對防治魚類病毒病所采取的預苗接種策略,不僅費時、費力,而且還經常難以達到預期效果。對于魚類抗病毒感染,相對于獲得性免疫系統,天然免疫系統就尤為重要。此外,魚類病毒感染引起的爆發性死亡,一般發生在病毒感染后的1-2周內,而這正是天然免疫系統發揮作用的主要階段。所以,在闡明魚類抗病毒天然免疫反應機制的基礎上,以天然免疫反應負調控因子作為分子靶標,利用基因編輯技術培育抗病魚類新品種,是我國水產養殖業發展的重要方向。 

  中國科學院水生生物研究所魚類低氧生物學學科組先期通過病毒感染后的轉錄組分析,篩選到魚類受病毒感染調控的一系列因子。他們利用模式魚類——斑馬魚,并結合分子生物學技術,系統分析了這些因子在魚類抗病毒中的作用及其分子機制。研究發現:精氨酸甲基化轉移酶prmt7通過抑制RLR信號通路,負調控魚類抗病毒反應(Zhu et al., FASEB Journal, 2020; 精氨酸甲基化轉移酶prmt3通過阻止irf3的磷酸化,負調控魚類抗病毒反應(Zhu et al., FASEB Journal, 2020);脯氨酸羥基化酶phd3通過阻止irf7的入核,負調控魚類抗病毒反應(Yu et al., Journal of Immunology, 2020; E3泛素連接酶fbxo3通過催化irf3 irf7K27-連接的泛素化,導致它們的蛋白降解,從而負調控魚類抗病毒反應Li et al., Journal of Immunology, 2020。此外,研究人員還在體內證明:信號通路中重要轉錄因子p65是魚類抗病毒反應所必需的重要因子(Ouyang et al., Journal of Immunology, 2020)。有趣的是,在穩定的養殖條件下(比如:環境相對穩定、食物充足等),這些因子缺失(prmt7, prmt3, phd3, fbxo3p65)的斑馬魚與野生型斑馬魚相比,其生長、發育和繁殖都正常。因此,他們篩選和鑒定到的魚類抗病毒天然免疫反應的負調控因子,可作為進一步利用基因編輯技術,培育抗病毒經濟魚類新品種的候選靶標。 

  這些研究工作得到中國科學院戰略性先導專項A、國家自然科學基金創新群體項目、國家自然科學基金重點項目和科技部“藍色糧倉“重點研發計劃項目的資助。 

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