贝类两个新型天然免疫相关蛋白的分子免疫学功能和机制研究

We have firstly discovered two innate immune related molecules in mollusks,namely mantaince of killer(MAK3) in oyster,Crassostrea ariakensis Gould and cytidine deaminse(CDA)in abalone,Haliotis diversicolor supertexta. We have analysed these two protein structure and their biological characteristics. Also we had successed expressed them in the E.coli expression system. Now we put forward to further carry out the studies on CDA antivirus activity and MAK3 antibacterial (RLO) activity. The aims for these researches are to explore how about the function and molecular mechanism of innate immune response involved in against virus or bacterius(RLO) for abalone CDA and oyster MAK3. Furthermore, it is known that.hemocytes play a key role in the innate immune of invertebrate and carry out cellular responses towards microorganisms. So we want to know how about the acts on the mollusca hemocytes of these two innate immune molecules. The aims for these researches are to explore the molecular pathways and mechanisms on the aspect of induction or anti cell apoptosis of CDA and MAK3. All of above work will help to understand the functions and mechanisms of mollusk innate immune defense system in theory. Also, these researches will provide theoretical basis for studying disease-resistant mollusk breed from the genetic aspect and for developing products of these two novel innate immune-related proteins to prevent or control the diseases.

本学科组已经首次在国际上完成了近江牡蛎MAK3和九孔鲍胞嘧啶核苷脱氨酶 （CDA）基因、蛋白质分子结构及两个蛋白生物学特征等，在此基础上，拟进一步深入研究在低等软体动物（贝类）中新发现的这两个天然免疫蛋白的抗病毒和抗菌（即类立克次体）的功能活性，进而明确MAK3 和CDA的分子免疫学功能及参与免疫反应的分子机制；研究MAK3 和CDA对贝类血淋巴细胞的作用，进而明确MAK3 和CDA在诱导或抗细胞凋亡方面的功能、分子途径和机理。这有助于从理论上帮助理解低等软体动物贝类的天然免疫防御系统的功能、机制，并为未来从遗传上研究贝类抗病和开发这两种新型天然免疫相关蛋白防治贝类病害提供理论依据。

分子进化免疫学、免疫分子多样性和免疫基因的调控网络是目前国际上低等无脊椎动物免疫学领域的国际前沿研究领域,在该项目支持下，取得了下列重要成果：1.全面完成长牡蛎幼虫转录组研究，发掘新基因1709个，其中，1305个新基因得到功能注释，获得大量差异表达基因的功能注释及其表达的蛋白质互作网络的信息和分子信号通路信息。2.首次发现软体动物牡蛎存在免疫分子或免疫基因的多样性：发现Ca-TSP在mRNA水平上序列存在变异性，形成三种结构多样性变异图谱，进行了MAPK-activated的牡蛎TSP蛋白与其相关蛋白相互作用；鉴定三种亲环蛋白家族基因—— Ca-CyPA，Ca-CyPB和Ca-PPIL3，类立克次氏体（RLO）挑战分析发现三种亲环蛋白基因都明显高表达，说明Ca-CyPA、Ca-CyPB、Ca-PPIL3具有抵抗RLO感染的免疫功能。3.研究了AIF-1在RLO或LPS刺激下参与免疫炎症反应、AIF-1参与免疫信号通路中其他免疫细胞因子如LITNF，Myd88，TGF-β的调控作用，证明AIF-1 多克隆抗血清显著降低LPS/RLO 刺激引起的调控因子LITNF的上调且显著抑制LPS 和RLO 引起的免疫炎症，说明AIF-1是一个促炎细胞因子及抗RLO或抗菌的靶标分子。4.在国际上首次在无脊椎动物——双壳牡蛎和单壳鲍鱼种类中进行了有关2种泛素酶的鉴定及其功能的研究，即首次鉴定了牡蛎泛素连接酶U-box蛋白同源物UIP5和九孔鲍泛素结合酶（Ab-UBE2D）。Ab-UBE2D主要分布在血淋巴细胞的细胞质中，功能研究显示Ab-UBE2D可以形成通过硫酯键连接的泛素—偶联酶复合物，即具有泛素偶联酶活性，并且首次证实了鲍的泛素结合酶UBE2D可以介导牡蛎Ca-UD的泛素化反应，表明了泛素化修饰在软体动物鲍中的保守性或者在贝类不同物种间的保守性，而且证明了贝类泛素结合酶（UBE2D）、连接酶（UIP5）涉及参与了低等无脊椎动物的免疫生物过程，这在国际上填补和丰富了泛素在免疫反应中的功能作用研究。5.通过该项目，与美国、加拿大、英国等许多顶尖大学科学家建立了研究和研究生联合培养平台，出席了数次高端国际会议，产生了重要国际影响。