《家蠶微孢子蟲與BmN細胞線粒體之間的相互作用機制研究》是依託浙江大學，由李明乾擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：家蠶微孢子蟲與BmN細胞線粒體之間的相互作用機制研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：李明乾
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
微孢子蟲是一種專性的細胞內寄生蟲，由於其缺乏大量的能量合成相關基因，因此被認為是一種能量寄生蟲。線粒體是細胞能量的主要來源，微孢子蟲侵染宿主後能夠使宿主的線粒體聚集到其周圍從中獲取宿主能量，但這一過程發生的分子機制及作用機理尚不清楚。我們以微孢子蟲的典型種家蠶微孢子蟲和模式昆蟲家蠶的卵巢細胞系- - BmN細胞為試材，利用線粒體亞細胞蛋白質組和T7噬菌體展示技術對家蠶微孢子蟲與BmN細胞線粒體之間的相互作用蛋白（家蠶微孢子蟲蛋白和家蠶線粒體蛋白）進行探索和發掘，同時進行相關蛋白的時空表達分析，套用基因過表達和基因打靶敲除（TALEN技術）等研究手段，來揭示這些相互作用蛋白在微孢子蟲聚集細胞線粒體及獲取宿主能量過程中的作用和功能，進而闡明家蠶微孢子蟲與BmN細胞線粒體之間的相互作用機理，為家蠶微孢子蟲以及其它病害微孢子蟲的防治和新型殺蟲劑的開發提供理論依據。
結題摘要
微孢子蟲是專性的細胞內寄生蟲，具有廣泛的宿主範圍，從無脊柱動物到脊柱動物。家蠶微孢子蟲是第一個被發現的能夠感染家蠶引起微粒子病，從而對蠶業生產造成巨大損失的微孢子蟲。獨特的侵染模式和胞內生殖階段在微孢子蟲繁殖過程中具有重要意義。本項目通過建立家蠶微孢子蟲感染的BmN細胞模型和體外發芽模型，利用轉錄組、蛋白質組和T7噬菌體文庫等生物學方法對家蠶微孢子蟲與宿主細胞之間的相互作用，尤其是細胞質蛋白（含線粒體蛋白）之間的相互作用及微孢子蟲的發芽機制進行了研究。本項目研究發現在家蠶微孢子蟲感染BmN細胞過程中，家蠶微孢子蟲可調節多種BmN細胞代謝和信號通路。如在蛋白合成方面，家蠶微孢子蟲主要通過調節PI3K-AKT-mTOR信號通路、內質網蛋白加工通路以增強蛋白質的合成；在能量轉運和線粒體聚集方面，主要通過重塑宿主細胞骨架系統尤其是微管相關蛋白；在逃避宿主免疫方面，主要是通過調控線粒體細胞色素C等蛋白進而抑制細胞凋亡、調控蛋白酶體抑制蛋白從而抑制免疫蛋白酶體的形成、調控肌動蛋白阻礙自噬體的形成等通路；在代謝上，則通過提升宿主細胞的核苷酸等代謝通路來彌補自身基因組的缺陷。針對微孢子蟲孢子的發芽過程進行的研究發現，去磷酸化作用、胞壁蛋白、能量代謝的糖酵解途徑和戊糖磷酸途徑等都發生了顯著變化；而對家蠶微孢子蟲蓖麻毒素B凝集素蛋白功能的研究顯示，其能夠促進孢子對BmN細胞的粘附進而在侵染過程中發揮作用。這些相互作用、代謝通路及基因功能的發現，將為家蠶微孢子蟲以及其它病害微孢子蟲的防治和新型殺蟲劑的開發提供了理論依據。
