酸鹼脅迫下凡納濱對蝦DNA損傷與修復的機理研究

《酸鹼脅迫下凡納濱對蝦DNA損傷與修復的機理研究》是依託華南師範大學，由王維娜擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：酸鹼脅迫下凡納濱對蝦DNA損傷與修復的機理研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王維娜
• 依託單位：華南師範大學

項目摘要

養殖水域生態環境的惡化是引起對蝦疾病爆發的重要因素之一，其中水體酸鹼度是僅次於溫度和鹽度易於變化的一種環境因子，對養殖對蝦造成生理危害甚至導致死亡。本項目嘗試從細胞的DNA損傷和修機制切入，利用抑制性消減雜交技術，首次構建不同酸鹼脅迫、不同時間段的凡納濱對蝦DNA損傷和修復的消減cDNA文庫，檢測不同時間點參與DNA損傷與修復的基因變化，並有針對性地克隆與DNA損傷和修復相關的基因，分析其蛋白表達，組織定位，生化活性和細胞學作用，明確它們調控機體應激損傷的作用，以期能對養殖對蝦應付環境變化而發生的全面、整體的調控機制進行深層次的了解，為尋找與免疫相關的抗性基因提供線索，為病害防治研究提供理論依據。本研究從生產實際中選題，對於蝦類的健康養殖具有重要的意義，為利用對蝦自身的免疫修復基因加強抵抗環境脅迫的能力打下了基礎。

結題摘要

養殖水域生態環境的惡化是引起對蝦疾病爆發的重要因素之一，其中水體酸鹼度是僅次於溫度和鹽度易於變化的一種環境因子，對養殖對蝦造成生理危害甚至導致死亡。本項目從細胞的DNA 損傷和修機制切入，利用抑制性消減雜交技術（SSH），首次構建了不同酸鹼脅迫、不同時間段的凡納濱對蝦DNA損傷和修復的消減cDNA 文庫，檢測了不同時間點參與DNA 損傷與修復的基因變化。結果表明，從正反向文庫獲得的差異EST序列中，主要與凡納濱對蝦的免疫、消化代謝、抗氧化、抗應激、能量合成代謝、信號轉導、細胞凋亡、細胞骨架及生物蛋白質合成等多種生理生化功能相關。項目組還有針對性地克隆了14個新的與DNA 損傷和修復相關的基因，並對部分基因（11個）的生物學功能進行了重點分析，檢測了它們在酸鹼脅迫下的表達模式，初步探討了酸鹼脅迫下凡納濱對蝦DNA損傷與修復的機理。研究表明：1.酸鹼脅迫過程中，凡納濱對蝦體內參與能量代謝和氧化呼吸的基因的表達水平提高，氧化呼吸作用增強，細胞提高了能源產量，產生了大量ATP，幫助細胞抵抗pH值變化導致的環境脅迫，有助於細胞DNA的修復。2.與細胞周期和細胞凋亡相關的基因上調，如泛素與蛋白酶體亞基α5、α6，單加氧酶，腺苷激酶和S-腺苷高半胱氨酸水解酶，可能參與或決定著細胞的存活或凋亡，從而起到有效保護受損細胞的關鍵作用，有助於損傷的DNA在脅迫的劑量範圍內發生修復。3.RNAi實驗證明，在DNA損傷與修復過程中，單加氧酶與抗氧化酶（GST, GPx, CAT）基因之間在功能上是相互聯繫的。4.初步證實了泛素-蛋白酶體途徑參與pH脅迫誘導的凡納濱對蝦細胞的DNA損傷與修復，且酸、鹼脅迫分別激活蛋白酶體不同的α亞基，推測酸、鹼脅迫下凡納濱對蝦的蛋白酶體活性強度不同，選擇性降解的底物也會有所不同，從而控制細胞生理活動，調控DNA損傷與修復。上述研究結果為尋找與抗逆相關的基因提供了線索，對於進一步探索養殖對蝦應付環境變化而發生的全面、整體的調控機制提供了基礎資料，對深入研究甲殼動物防禦的分子機理也有著重要作用。