近日,我校海洋科学学院海洋水产养殖团队在甲壳动物先天免疫调控机制研究方面取得重大突破,相关研究成果《Chimeric RNA isoforms generated by diverse mechanisms from two C-type lectins modulate innate immunity in arthropods》发表于国际顶级综合性期刊《Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America》(PNAS)。我校海洋学院任乾教授为唯一通讯作者,合作者包括河海大学黄颖副教授、南京师范大学黄欣副教授与研究生张利花。我校气候系统预测与变化应对全国重点实验室为第一单位。

日本沼虾(Macrobrachium nipponense)作为我国重要的淡水经济虾类,在养殖过程中常面临白斑综合征病毒、副溶血弧菌等多种病原的威胁,导致病害频发,造成巨大经济损失,目前尚无有效防控手段。模式识别受体通过识别病原,启动免疫防御,C-型凝集素作为一种重要的模式识别受体参与无脊椎动物先天免疫防御。有限的模式识别受体如何识别多种不同的病原,一直是先天免疫研究领域有待解决的科学问题。本研究首次发现,两个位于不同基因组座位的C型凝集素基因,通过选择性反式剪接与转录滑动两种机制,形成11种不同的嵌合RNA异构体,增加了模式识别受体多样性。
研究团队明确了嵌合RNA形成的两种主要机制:完整外显子型(IE型)嵌合体经由经典反式剪接形成;而断裂外显子型(BE型)嵌合体则依赖源基因短同源序列(SHS),通过转录滑动产生。MnLec10虽含有断裂外显子,但其不依赖SHS产生,而是通过外显子内AG/AG位点非经典反式剪接形成。在病原挑战实验中,白斑综合征病毒、十足目虹彩病毒1型、副溶血弧菌和金黄色葡萄球菌均能重编程嵌合RNA的表达谱,促进MnLec7(正向免疫调控)的表达,同时抑制MnLec9(负向免疫调控)的表达,提高宿主对病原的防御能力。
本研究为学院联合省内多所兄弟院校、共同合作取得的成果。该研究首次提出,在甲壳动物中,通过不同的嵌合RNA形成功能拮抗的异构体,实现双向免疫调控,对机体稳态的维持有重要的意义。无脊椎动物虽缺乏抗体介导的适应性免疫,但其可以通过嵌合RNA的形成,丰富了模式识别受体多样性,实现对多种病原的免疫应答。