既往研究以为,差别物种之间和物种内个体之间的表型差别源于基因表达调控的差别。这是由于大部分基因保存于整个脊椎动物中,且功效守旧。现存鱼类约有26000多个物种,每个物种是否保存自身特异的基因、施展何种功效?
TRIM(tripartite motif)家族卵白是一类E3泛素毗连酶,通过泛素化修饰底物加入机体的生命历程调控,包括对自然抗病毒免疫反应的调控。一样平常来说,在病毒熏染后的数小时内,宿主便能激活滋扰素反应以抑制病毒的复制;待病毒被扫除清洁后,宿主滋扰素的表达很快下降,此后维持在很低的本底水平,以阻止对组织细胞的更多损伤。为了维持抗病毒反应的“康健”举行,宿主需要实时调控滋扰素等细胞因子的适度表达。TRIM基因的数目在差别的脊椎动物中泛起了扩张。例如,鱼类除了有与人守旧的TRIM卵白外,尚有一类特异于鱼类的TRIM卵白,称finTRIM(fish novel TRIM)。
2019年,中国科学院水生生物研究所张义兵研究团队在病毒熏染的鲫细胞中克隆了一个finTRIM基因。在已有的基因组数据中找不到与该基因有“逐一对应”进化关系的同源基因,因而研究以为该基因可能为四倍体鲫特有,命名为FTRCA1(finTRIM C.auratus 1)。FTRCA1在病毒熏染时显著表达,通过降解RLR信号通路中的卵白激酶TBK1,施展负调控滋扰素抗病毒反应的功效(The Journal of Immunology 2019,202:2407-2420)。
克日,研究证实,FTRCA1是一个E3泛素毗连酶,也是一个RNA团结卵白。FTRCA1负调控宿主滋扰素抗病毒反应的机制是:在病毒熏染的细胞中,FTRCA1选择性地与信号分子STING(又称MITA)和IRF7的mRNA团结,通过RISC(RNA-induced silencing complex)途径降解mRNA负调控滋扰素反应;别的,FTRCA1卵白还直接团结TBK1卵白,通过溶酶体途径降解TBK1卵白负调控滋扰素反应(The Journal of Immunology 2022,209:1335-1347)。该研究诠释了一个物种特异的finTRIM卵白怎样同时获得RNA团结活性和E3泛素毗连酶活性,从RNA水平和卵白水平两个层面调控宿主滋扰素抗病毒反应的分子机制(图1)。
FTRCA1介导的这种重大调控机制不是个例。HERC家族卵白是另一类E3泛素毗连酶。通过较量基因组剖析,研究判断了一类在哺乳类中丧失了的HERC基因,命名为HERC7亚家族。同样,HERC7亚家族在差别的鱼类物种中也泛起差别水平的扩张。关于鲫中的一个HERC7的功效的研究显示(图2),鲫HERC7在卵白水平上降解STING和MAVS卵白、在RNA水平上降解IRF7的mRNA,通过这两个途径负调控宿主的滋扰素抗病毒反应(The Journal of Immunology 2022,208: 1189-1203)。
关于物种特异的抗病毒免疫分子机制的研究,将为特定物种的抗病育种提供新思绪。研究事情获得国家重点研发妄想、中科院战略性先导科技专项和国家自然科学基金等的支持。
论文链接:1、2
图1.FTRCA1同时获得E3酶活性和RNA团结活性调控鲫滋扰素抗病毒免疫反应
图2.鲫HERC7在卵白水平和mRNA水平靶向RLR信号通路分子调控鲫滋扰素抗病毒免疫反应