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长红锥蝽(Rhodnius prolixus)是查加斯病的传播媒介,其消化酶对血餐消化至关重要。研究人员开展了长红锥蝽 A1 肽酶家族基因注释精修研究,校正 7 个基因注释,明确 15 个 A1 基因,发现可变剪接现象。这为昆虫消化生物学及病媒控制提供新方向。
在神秘的昆虫世界里,有一种名为长红锥蝽(
Rhodnius prolixus)的家伙,它可不是个简单角色。作为查加斯病(Chagas disease)的传播媒介,它凭借独特的消化酶系统处理血餐,在寄生虫病的传播中扮演着关键角色。此前研究虽已对长红锥蝽的 A1 肽酶家族基因有所探索,但基因注释存在诸多不准确之处,就像一幅细节模糊的地图,这严重阻碍了对其消化酶功能及调控机制的深入理解。为了填补这些知识空白,更好地探索昆虫消化生物学奥秘,找到控制病媒传播疾病的新方法,国外研究人员踏上了这场精修长红锥蝽 A1 肽酶家族基因注释的研究之旅。他们的研究成果发表在《Current Research in Parasitology 》杂志上,为相关领域带来了新的曙光。
研究人员主要运用了蛋白质组学技术,将质谱鉴定的肽段系统地映射到相应核苷酸序列上,同时借助 BLASTn 工具进行序列相似性搜索以及蛋白质序列比对。
基因注释校正结果
研究发现,多个原本被认为是独立的基因,实际上编码的是同一蛋白的不同片段。比如,基因 RPRC006028 和 RPRC006290 编码的 T1HPQ4 和 T1HQG6,经研究证实是全长蛋白 R4G4V2 的片段,该区域实际上只有一个包含 9 个外显子的基因编码 R4G4V2 。类似的,RPRC010954 和 RPRC004330 编码的 T1I3T5 和 T1HJV8 是 R4FKP9 的片段;RPRC006759 编码的 T1HRT9 与 R4FJC3 相关,且发现了编码 R4FJC3 C 末端区域的新外显子 。通过这些研究,研究人员校正了 7 个基因注释,将 A1 肽酶基因总数从 19 个修正为 15 个。
蛋白质和转录水平的验证
在这 15 个基因中,11 个在蛋白质水平得到证实,2 个由转录组数据支持。像 R4G4V2 在中肠、卵巢和卵母细胞中均检测到 mRNA,表明其参与卵黄降解和生殖过程;R4FKP9 在消化道中被识别,且在感染克氏锥虫(Trypanosoma cruzi)后,其在中肠的表达上调 。这些结果从不同层面验证了基因注释校正的准确性。
可变剪接现象的发现
基因 RPRC015076 编码 R4G5J6 和 T1IFK7 两种不同的蛋白亚型。经研究发现,R4G5J6 的表达涉及内含子保留机制,通过识别供体和受体位点以及共享肽段,证实了这种复杂的亚型多样化机制 。这一发现为理解基因表达调控提供了新的视角。
在研究结论和讨论部分,研究人员强调了此次基因注释精修的重要意义。一方面,校正后的基因注释为长红锥蝽 A1 肽酶家族构建了更精确、全面的基因组框架,使我们对昆虫消化酶的功能复杂性和调控机制有了更深入的认识。另一方面,这些新发现为未来昆虫消化生物学研究奠定了坚实基础,也为病媒控制策略开辟了新方向。通过精准定位这些蛋白酶基因,有望找到干预长红锥蝽消化血液或与病原体相互作用的关键靶点,从而降低查加斯病的传播效率,为寄生虫病防控带来新的希望 。