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石斑鱼RNA解旋酶DDX3X和DDX41在虹彩病毒和神经坏死病毒感染中的作用机制
Alternative TitleThe mechanisms of RNA helicase DDX3X and DDX41 in Singapore grouper iridovirus and nervous necrosis virus infection in grouper, Epinephelus coioides
刘嘉昕
Thesis Advisor秦启伟,王晓雪
2018
Degree Grantor南海海洋研究所
Degree Name硕士
Degree Discipline海洋生物学
Keyword石斑鱼,DDX,抗病毒免疫反应,SGIV,RGNNV
Abstract石斑鱼作为一种极具经济价值的海洋鱼类,近年来经常遭受病毒性疾病的致命威胁。其中,新加坡石斑鱼虹彩病毒(Singapore grouper iridovirus, SGIV)、赤点石斑鱼神经坏死病毒(Red-spotted grouper nervous necrosis virus, RGNNV)的频繁暴发和广泛流行,对水产养殖业的健康可持续发展造成了严重的威胁。DEAD(Asp-Glu-Ala-Asp)-box ATP依赖性的RNA解旋酶家族成员(DEAD (Asp-Glu-Ala-Asp)-box ATP-dependent RNA helicases, DDX)已被证明在高等脊椎动物抗病毒免疫应答中发挥关键作用,但是其在海洋鱼类病毒感染过程中发挥的作用仍不清楚,研究鱼类DDX家族成员的抗病毒功能将为揭示鱼类免疫抗病机制提供新的线索和重要信息,并为海水鱼类病害防控提供新的策略。为探究鱼类编码的DDX发挥的抗病毒免疫机制,我们克隆了斜带石斑鱼(Epinephelus coioides)的解旋酶EcDDX3X和EcDDX41,初步研究了它们的抗病毒功能,研究结果如下:1.克隆并表征了斜带石斑鱼(E. coioides)所编码的DDX3X同源物(EcDDX3X)。EcDDX3X编码733个氨基酸,分别与刺鲷(Acanthochromis polyacanthus)和人类(Homo sapiens)具有97%和76%的同源性。氨基酸序列结果分析表明EcDDX3X含有DExDc、Helic C两个保守结构域。在poly I: C转染的细胞和RGNNV感染的细胞中,EcDDX3X的转录水平显著增加,但是在poly (dA:dT)转染细胞以及SGIV感染细胞之后,EcDDX3X的转录水平基本无变化。亚细胞定位的结果显示,EcDDX3X均匀分布于石斑鱼脾脏细胞系(Grouper spleen, GS)的细胞质中。此外,体外过表达EcDDX3X显著抑制了由RGNNV感染诱发的细胞病变,同时也降低了RGNNV CP (coat protein)和RdRp (RNA-dependent RNA polymerase)的转录水平。但过表达EcDDX3X后,SGIV在GS细胞中的复制并未受到显著影响。进一步研究证明了体外过表达EcDDX3X能显著提升干扰素相关因子或效应物的表达水平,并且EcDDX3X对干扰素免疫应答具有的调节功能取决于其N末端区域,而不是DExDc和Helic C结构域。EcDDX3X的过表达明显促进了干扰素启动子活性,同时,IRF3和IRF7参与了干扰素免疫应答的激活。2.克隆斜带石斑鱼(E. coioides) DDX41的同系物(EcDDX41),并探究了其在鱼类病毒感染反应中发挥的潜在机制。EcDDX41编码614个氨基多肽,包含DEADc和HELICc两个保守结构域。在检测的石斑鱼组织中EcDDX41都有不同程度的表达,并且表达水平最高的组织为鳃。显微镜下观察EcDDX41是均匀分布于细胞核中的。在SGIV和RGNNV的感染刺激下,EcDDX41的表达水平明显上调,这表明EcDDX41很可能参与鱼类病毒感染的进程。在石斑鱼脾细胞中过表达EcDDX41不但可以抑制RGNNV的复制,同时也降低了SGIV的复制水平。同时,过表达EcDDX41能显著增加干扰素调节基因(IRF1, IRF2, IRF3和IRF7),干扰素诱导基因(ISG15, ISG56, IFP35, Viperin)以及促炎因子(TNFα, IL-1β, IL-8)的表达。此外,EcDDX41可以正调控MAVS和TBK1诱导的干扰素免疫反应,但是对MITA和MDA5诱发的干扰素免疫应答并无调节作用。总之,我们的研究结果首次表明了鱼类DDX3X能通过上调抗病毒干扰素反应,从而发挥其抗RNA病毒感染的免疫作用;而DDX41对RNA和DNA病毒复制均具有明显的抑制作用。本研究为揭示鱼类抗病毒先天性免疫反应机制提供了新的见解。
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.scsio.ac.cn/handle/344004/18041
Collection学位论文(硕士)
Recommended Citation
GB/T 7714
刘嘉昕. 石斑鱼RNA解旋酶DDX3X和DDX41在虹彩病毒和神经坏死病毒感染中的作用机制[D]. 南海海洋研究所,2018.
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