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昆蟲Toll-ML信號(hào)通路識(shí)別病毒分子機(jī)制獲揭示
作者：朱漢斌      來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)
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華南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院昆蟲科學(xué)與技術(shù)研究所教授余小強(qiáng)團(tuán)隊(duì)在國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助下，研究揭示了昆蟲Toll-ML信號(hào)通路識(shí)別病毒的新功能。相關(guān)成果近日發(fā)表于美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAS）。這是該團(tuán)隊(duì)繼2021年在PNAS發(fā)表論文之后的又一重要成果。
記者了解到，2021年，余小強(qiáng)團(tuán)隊(duì)首次揭示了昆蟲中存在著區(qū)別于經(jīng)典Toll-Sp?tzle通路的Toll-ML通路；而這次研究首次揭示了昆蟲Toll-ML通路識(shí)別病毒的分子機(jī)制，并指出昆蟲的先天免疫反應(yīng)具有免疫記憶的功能。
在先天免疫領(lǐng)域，Toll/Toll樣受體扮演著至關(guān)重要的角色，它們作為模式識(shí)別受體，廣泛分布于體腔動(dòng)物中，形成基因家族。然而，無(wú)脊椎動(dòng)物中的Toll受體與脊椎動(dòng)物的Toll樣受體在結(jié)構(gòu)和識(shí)別病原相關(guān)分子模式的方式上存在顯著差異，使得它們之間的功能差異和進(jìn)化關(guān)系成為了研究熱點(diǎn)。
論文第一作者、華南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院青年英才張若男表示，許多類型的病毒可以感染昆蟲，而昆蟲已經(jīng)進(jìn)化出包括Toll信號(hào)通路在內(nèi)的幾種具有抗病毒功能的先天免疫反應(yīng)。相比之下，昆蟲和其他無(wú)脊椎動(dòng)物如何感知病毒卻知之甚少。
桿狀病毒是一種大型脫氧核苷酸病毒，對(duì)昆蟲和其他節(jié)肢動(dòng)物構(gòu)成致命威脅。研究人員聚焦于一種主要的農(nóng)業(yè)害蟲—斜紋夜蛾，該昆蟲是加利福尼亞多核多角體病毒的高度敏感宿主。他們首次發(fā)現(xiàn)，斜紋夜蛾中存在一種類髓樣分化蛋白ML-11，體外添加ML-11蛋白能夠阻斷加利福尼亞多核多角體病毒與細(xì)胞表面的結(jié)合。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，ML-11蛋白能夠識(shí)別加利福尼亞多核多角體病毒表面的鞘磷脂，并通過(guò)與Toll5受體的結(jié)合激活抗菌肽等免疫效應(yīng)基因的表達(dá)，從而抑制病毒的感染。
通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)方法，包括基因編輯、免疫共沉淀和表面等離子共振技術(shù)等，證實(shí)了ML-11蛋白與加利福尼亞多核多角體病毒之間的直接相互作用，并且這種相互作用能夠減緩病毒感染的過(guò)程。此外，通過(guò)抗體中和實(shí)驗(yàn)封閉幼蟲體內(nèi)的ML-11蛋白和Toll5受體，可以加速病毒感染導(dǎo)致的昆蟲死亡。
論文通訊作者余小強(qiáng)表示，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，用鞘磷脂提前免疫幼蟲可以誘導(dǎo)ML-11蛋白的表達(dá)，提高幼蟲對(duì)二次加利福尼亞多核多角體病毒侵染的抵抗力，暗示昆蟲具備一定的免疫記憶能力�！斑@一發(fā)現(xiàn)不僅為理解昆蟲的先天免疫機(jī)制提供了新的視角，也為開發(fā)新型的害蟲控制策略提供了潛在的靶點(diǎn)�！庇嘈���(qiáng)說(shuō)。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1073/pnas.2415398121
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