《Hc-hrg-1參與捻轉血矛線蟲血紅素運輸的功能研究》是依託浙江大學，由楊怡擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：Hc-hrg-1參與捻轉血矛線蟲血紅素運輸的功能研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：楊怡
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
捻轉血矛線蟲血紅素運輸途徑是其生長發育必需的代謝通路，能為新型環保高效抗蟲藥的開發提供有效的藥物靶位點，但目前相關研究極少。前期研究獲得的新基因Hc-hrg-1與秀麗線蟲血紅素運輸跨膜蛋白基因Ce-hrg-1高度同源，且其編碼蛋白存在保守的跨膜結合位點，推測Hc-HRG-1與Ce-HRG-1具有相似的生物學功能。本項目擬採用體外表達系統和血紅素結合試驗分析Hc-HRG-1與血紅素的結合能力；並通過酵母血紅素合成缺陷株拯救試驗初步驗證Hc-hrg-1的功能；進而利用秀麗線蟲過表達和突變株拯救試驗探究Hc-hrg-1可能的生物學特性；最終回歸捻轉血矛線蟲本體，利用RNAi技術，結合時空特異性分析、ZnMP攝取和致病力試驗，闡明Hc-hrg-1參與捻轉血矛線蟲血紅素運輸的生物學功能。研究結果將為捻轉血矛線蟲乃至寄生性線蟲的血紅素運輸分子機制研究奠定基礎，並為新型抗蟲藥物的研發提供新靶標。
結題摘要
捻轉血矛線蟲是反芻動物寄生性線蟲，吸食宿主血液為生，因此需面對從宿主紅細胞分解代謝過程中釋放出來的高濃度血紅素。游離的血紅素易產生強氧化自由基，氧化細胞膜的蛋白和脂質，甚至是DNA分子，而溶酶體可通過關鍵基因調控血紅素穩態。因此，合理調控血紅素轉運及代謝對寄生蟲的生存和寄生階段的建立至關重要，了解這種調控機制可為藥物和疫苗開發以及疾病的治療提供潛在靶標。本研究在捻轉血矛線蟲血紅素轉運機制探索過程中擴增得到一個新的血紅素應答基因Hc-hrg-1，cDNA全長393 bp，編碼130個胺基酸，DNA全長2998 bp，含4個外顯子和3個內含子。該基因與秀麗線蟲同源基因Ce-hrg-1位於同一分支，且在寄生線蟲中高度保守；具有三個跨膜結構域，其中的組氨酸殘基和FSRRY殘基可能與血紅素相關。對Hc-hrg-1進行表達特性分析，結果顯示其在感染性三期幼蟲中轉錄水平最高，且在血紅素的缺乏環境下該基因轉錄水平會顯著升高；利用IHF研究Hc-HRG-1在成蟲中的定位發現其主要表達在腸道以及性腺；亞細胞定位結果則顯示在HEK29T細胞中，該基因定位於溶酶體。這說明Hc-hrg-1作為血紅素應答基因，主要在血紅素聚積的腸道發揮作用，具體細胞器可能為溶酶體。利用模式生物秀麗線蟲RNAi驗證Hc-hrg-1參與血紅素運輸的功能，發現異源干擾不會使線蟲產生明顯的性狀改變，但會導致血紅素類似物ZnMP蓄積在腸道的溶酶體中。構建酵母血紅素合成缺陷株hem1Δ並進行Hc-hrg-1拯救試驗，結果顯示Hc-HRG-1的表達能促進酵母從環境中攝取血紅素，並拯救缺失株的生長。通過共定位及Co-IP試驗，發現Hc-HRG-1與溶酶體V型ATP酶V0功能域的C型亞單位（Hc-ATP6V0C）存在互作，且第二個和第三個跨膜結構域是互作的關鍵功能域。本研究初步明確了Hc-hrg-1在溶酶體中參與血紅素轉運的分子機制，為後續進一步探明線蟲血紅素轉運機制以及疫苗藥物的開發奠定了良好基礎。
