《基於精子蛋白組學研究Wolbachia誘導果蠅CI的分子機制》是依託華中師範大學，由王玉鳳擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於精子蛋白組學研究Wolbachia誘導果蠅CI的分子機制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王玉鳳
- 依託單位：華中師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
Wolbachia 是廣泛存在於節肢動物和絲狀線蟲體內的一類共生菌，能夠通過多種機制影響宿主的生殖方式。細胞質不相容（CI）是Wolbachia 引起的最普遍的一種表型，即感染Wolbachia的雄性和未感染的雌性宿主交配後，受精卵不能正常發育，在胚胎早期死亡。目前有關CI的分子機理還不清楚。本研究擬以果蠅精子為研究對象，採用蛋白質組學技術，尋找感染和未感染Wolbachia的果蠅精子差異表達的蛋白，通過生物信息學的方法得到相匹配的核酸序列，並採用基因過量表達和/或基因敲降等技術進一步研究關鍵候選蛋白質的作用途徑，探討Wolbachia感染誘導果蠅CI的分子機理。本研究不僅可為CI分子機制的研究提供一條新的思路，而且可為動物精子發生和受精過程的基礎研究及共生菌和其宿主間的相互作用研究奠定基礎，在動物性別控制、農業害蟲及媒介昆蟲的生物防治等套用基礎研究領域，也具有潛在價值。
結題摘要
Wolbachia是一種胞內共生菌，廣泛存在於節肢動物及絲狀線蟲中。細胞質不親和（CI）是其引起的最普遍的表型，即感染了Wolbachia的雄性宿主和未感染的雌性或感染了不同品系Wolbachia的雌性交配後，受精卵在胚胎期死亡。CI強度隨著感染雄果蠅日齡的增加而迅速下降，5日齡雄果蠅已不能誘導產生CI。關於CI的分子機制儘管有一些研究，但具體機理還不清楚。我們以與感染和未感染Wolbachia的1日齡及感染的5日齡雄果蠅交配後的雌果蠅的受精囊和納精囊為材料（分別標為：1W；1T；5W），採用通過iTRAQ標記，結合串聯質譜技術，比較分析了Wolbachia感染和未感染的1日齡果蠅精子和精液蛋白的差異，並對候選蛋白編碼基因進行了進一步深入研究。創新性結果有：（1）與1T相比，1W中有83個蛋白表達量發生了至少1.5倍的改變。其中最多的是與代謝相關的蛋白質，其次是與生殖相關的蛋白，其中大多數蛋白在感染後發生了下調。（2）KEGG資料庫分析發現，泛素——蛋白酶體通路成員受Wolbachia影響較大。（3）許多雄附腺蛋白在感染後發生了下調。體內實驗也發現，CG9334 或CG2668在果蠅精巢中敲降都可以產生類似Wolbachia誘導的CI的表型，即敲降後的雄蠅與未感染的雌蠅交配後，後代胚胎孵化率顯著下降，胚胎中出現染色質間橋；（4）Wolbachia感染能夠增強果蠅保幼激素（JH）信號通路，並通過雄附腺蛋白途徑使雄性果蠅產生生殖缺陷；（5）許多運動相關蛋白在感染後發生了下調。體內實驗也顯示，ATPsyn-b在精巢敲降導致精子發生過程中精核不能夠聚集成束，核濃縮缺陷，儲精囊中沒有精子；動力蛋白激活蛋白的亞基Dmn在精巢敲降後，雄蠅後代的胚胎孵化率極顯著降低，精細胞融合、交聯，線粒體濃縮異常，精子個體化複合物異常，核分散，最終導致儲精囊中精子數減少；（6）精巢特異表達蛋白發生下調。Wolbachia感染可能抑制果蠅精子發生過程中Mst84Db基因的表達，從而使精子失去正常功能，最終導致後代胚胎死亡；候選蛋白ocn在精巢敲降後，導致精巢變小，雄性後代胚胎孵化率極顯著降低，且交配能力減弱。這些結果表明，Wolbachia感染可能通過泛素——蛋白酶體通路廣泛影響了果蠅中與生殖相關蛋白的表達，這些蛋白參與了物質運輸、精子發生等過程，從而影響了雄性果蠅的生殖力，導致CI。
