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海洋科学学院任乾教授揭示甲壳动物IgLec家族非编码转录本作为病毒miRNA诱饵保护抗病毒免疫的新机制

发布日期:2026-10-12 来源:海洋科学学院 作者(文):任乾 作者(图):任乾

近日,学校海洋科学学院联合河海大学、南京师范大学、山东农业大学等兄弟院校,在甲壳动物先天免疫与病毒拮抗机制研究方面取得重要进展。相关研究成果《Non-Coding Transcripts From Diversified Members of IgLec Family Protect Antiviral》发表于国际综合性期刊《Advanced Science》。河海大学为论文第一单位,河海大学黄颖副教授为第一作者,任乾教授为通讯作者,南京师范大学黄欣副教授、山东农业大学兰江风教授等参与合作研究。

免疫基因家族常产生大量非编码转录本,但其生物学功能仍缺乏系统阐释。传统“蛋白中心论”认为,免疫基因多样性主要体现为蛋白产物对病原识别的扩展,可变剪接和内含子保留产生的非编码转录本多被视为转录噪音或副产物。甲壳动物缺乏抗体介导的适应性免疫,主要依赖种系编码的模式识别受体抵御病原。含免疫球蛋白结构域的凝集素(IgLec)兼具IG结构域和碳水化合物识别结构域(CRD),其在十足目甲壳动物中的功能长期不明。

本研究以中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)及其天然病原白斑综合征病毒(WSSV)为模型,系统解析了IgLec基因家族的基因组结构、转录多样性与抗病毒调控机制。研究发现,IgLec家族通过多基因座复制、基因座间重组和可变剪接三种机制,产生大量蛋白编码和非编码转录本。在其基因组中鉴定到多个同源位点,其中部分位点编码全长IgLec,部分位点编码截短异构体;基因座间重组产生嵌合基因,可变剪接进一步形成外显子跳跃和内含子保留转录本。

功能研究表明,蛋白编码异构体可通过CRD结合WSSV囊膜蛋白VP28,诱导抗菌肽表达,抑制WSSV复制并提高宿主存活率。内含子保留型非编码转录本在WSSV感染后显著下调,感染后转录本组成由非编码转录本为主转为蛋白编码转录本为主。敲低这些非编码转录本,在基础条件下不影响蛋白编码异构体表达,但在感染后导致蛋白编码异构体显著下调,提示非编码转录本具有保护功能。

机制上,WSSV编码的miR-N48可直接靶向IgLec 3’UTR。荧光素酶报告和EGFP报告实验验证了该靶向关系,FISH实验进一步显示两者在细胞内共定位。体内实验表明,WSSV-miR-N48可降低IgLec转录本表达;预先敲低诱饵转录本后,蛋白编码异构体显著受抑,抗菌肽诱导受损,病毒复制增强,宿主存活率下降。这说明,内含子保留非编码转录本虽自身不编码功能蛋白,却可作为“诱饵”竞争性缓冲病毒miRNA对蛋白编码异构体的抑制。

该研究提出了一种基于诱饵的非编码转录本抗病毒策略:蛋白编码异构体直接结合VP28并调控抗菌肽表达,发挥抗病毒效应;非编码转录本则被病毒miR-N48优先靶向和消耗,从而保护蛋白编码异构体。当诱饵转录本缺失时,病毒miRNA攻击功能转录本,导致抗病毒免疫受损。该发现揭示了宿主非编码转录本与病毒miRNA之间的直接分子拮抗,提示非编码转录本可能不是基因组复杂性的副产物,而是先天免疫防御的重要调控层。

IgLec家族非编码转录本作为病毒miRNA诱饵保护抗病毒免疫

作者(文) 任乾 作者(图) 任乾

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