琥珀酰化修饰对马氏珠母贝植核免疫的影响

【目的】研究蛋白质琥珀酰化修饰在马氏珠母贝(Pinctada fucata martensii)植核后免疫应答中的作用,为阐明珍珠贝植核反应的分子调控机制提供理论依据。【方法】通过对马氏珠母贝注射琥珀酸钠模拟提高琥珀酰化修饰水平,检测马氏珠母贝植核后鳃组织总蛋白琥珀酰化程度、免疫相关基因表达、抗氧化相关酶酶活以及珍珠贝的存活率和留核率。【结果与结论】注射琥珀酸钠后,鳃组织琥珀酰化修饰水平在12 h和72 h显著上升;使用实时荧光定量PCR检测胁迫应激相关基因的时序表达,胁迫应激相关因子SOD和Caspase2在6 h表达量显著上调,NF-κB和IRAK1在48 h表达量显著上调,TRAF3和IκK的表达量在96 h显著上调(P <0.05),表明琥珀酰化修饰水平提高后受体贝机体细胞免疫增强;抗氧化相关酶、过氧化物酶和谷胱甘肽活性都在96 h出现显著上调(P <0.05),表明受体贝体液免疫增强。与对照组[磷酸盐缓冲溶液(PBS)+植核]和植核组相比,实验组(琥珀酸钠+植核)中珍珠贝的存活率在7 d和45 d存在显著差异,在60 d留核率显著上升(P <0.05)。结果说明,琥珀酰化修饰参与了马氏珠母贝的植核免疫反应,注射琥珀酸钠可以提高受体贝的免疫活力,并提高其在植核后的存活率和留核率。

马氏珠母贝组蛋白乙酰化修饰相关基因的分子进化及功能分析

【目的】分析组蛋白乙酰化修饰相关基因的分子进化及其在马氏珠母贝(Pinctada fucata martensii)植核后的表达变化,明确组蛋白乙酰化修饰在植核免疫中的作用,为合理控制植核免疫反应提供理论依据。【方法】通过生物信息学分析方法对马氏珠母贝、长牡蛎、斑马鱼及人类等9个物种的组蛋白乙酰转移酶(HAT)和组蛋白去乙酰化酶(HDAC)进行全基因组鉴定,并分析其分子进化历程,同时通过已有的转录组数据分析马氏珠母贝HAT和HDAC基因在植核后的表达变化,采用组蛋白H3/H4总乙酰化定量分析试剂盒检测马氏珠母贝植核后血细胞组蛋白H3/H4乙酰化水平。【结果】HAT和HDAC基因家族在9个物种基因组中的数目差异不明显,其原始共同祖先(MRCA)共包含8个HAT基因家族的9个基因及19个HDAC基因家族的22个基因。马氏珠母贝基因组含有2个HAT家族(GNAT和MYST)的8个基因(2个GNAT类基因,6个MYST类基因);HAT基因家族成员中含有18个保守氨基酸序列,且所有MYST类基因均含有MOZ_SAS结构域,GNAT类基因则含有Hat1_N或Acetyltransf_1结构域,即具有较高的保守性。马氏珠母贝基因组含有13个HDAC家族的18个基因,包含3个I类、3个II类、10个Ⅲ类和2个IV类。其中,HDACⅢ类基因家族包含3个保守氨基酸序列,HDAC I/II/IV类基因家族包含21个保守氨基酸序列,但分布位置和序列组成差异明显,说明该家族成员结构具有多样性。马氏珠母贝、长牡蛎和人类中HDACⅢ类基因均包含1~2个SIR2结构域,HDAC I/II/IV类基因包含1个或多个Hist-deacety1结构域。在马氏珠母贝血细胞转录组中可检测到所有的HDAC和HAT基因,HDAC基因在植核后的表达呈动态变化,而多数HAT基因表达未发生变化;植核后6、12和24 h马氏珠母贝血细胞组蛋白H3和H4的乙酰化修饰水平显著上升(P<0.05),至植核后48 h组蛋白H3仍保持较高乙酰化水平,而组蛋白H4乙酰化水平恢复正常。【结论】组蛋白乙酰化修饰相关基因的基因组拷贝数、结构域组成及保守氨基酸序列等在不同物种间具有保守性,且组蛋白乙酰化修饰参与调控马氏珠母贝的植核免疫。