卵形鲳鲹谷胱甘肽 S - 转移酶基因家族探秘:解锁环境与病害应激下的生命密码

【字体: 时间:2025年05月08日 来源:Developmental & Comparative Immunology 2.7

编辑推荐:

  为探究谷胱甘肽 S - 转移酶(GSTs)在卵形鲳鲹应对环境和病原体应激中的作用,研究人员开展其基因家族分析。研究共鉴定出 14 个 GST 基因,发现部分基因在缺氧复氧及病菌感染时表达变化,这为鱼类健康管理提供理论依据。

  在神秘的海洋世界里,鱼类的生存面临着诸多挑战。全球气候的变化和人类活动的影响,让海洋环境变得愈发恶劣。海水污染导致溶解氧减少,水温上升,这对于对氧气需求颇高的卵形鲳鲹(Trachinotus ovatus)来说,无疑是巨大的生存危机,不仅会阻碍其生长,还会削弱它们的免疫功能。同时,细菌和寄生虫感染也在威胁着卵形鲳鲹的健康,像刺激隐核虫(Cryptocaryon irritans)和无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)引发的疾病,常常造成卵形鲳鲹大量死亡,给水产养殖业带来惨重损失。
谷胱甘肽 S - 转移酶(Glutathione S-transferases,GSTs)作为一类具有多种重要功能的酶,在鱼类应对这些生存挑战时起着关键作用。它不仅参与解毒过程,还在抗氧化和抵御环境、病原体应激方面发挥核心作用。为了深入了解 GSTs 在卵形鲳鲹中的奥秘,中国水产科学研究院南海水产研究所的研究人员开展了一项全面的研究。

研究人员首先进行了基因组分析,在卵形鲳鲹的基因组中仔细搜寻,最终成功鉴定出 14 个 GST 基因。他们详细研究了这些基因的染色体分布、特征、进化关系以及是否存在正选择的证据。通过系统的分析,发现这些 GST 基因在进化过程中具有保守性。随后,研究人员运用系统发育分析方法,发现这些基因可以被分为三个亚组:胞质 GSTs、线粒体 GSTs 以及类花生酸和谷胱甘肽代谢中的膜相关蛋白(Membrane - Associated Proteins in Eicosanoid and Glutathione Metabolism,MAPEG)。

接着,研究人员针对缺氧应激和细菌病原体暴露展开实验研究。他们观察在这些应激条件下 GST 基因的表达变化。通过对鳃组织在缺氧再氧合过程中的研究发现,ToGSTT1、ToGSTT2、ToGSTK1b 和 ToGSTT3 这几个基因在再氧合阶段显著上调。在面对细菌病原体感染的研究中,发现 ToGSTK1a 和 ToGSTK1b 在应对无乳链球菌和刺激隐核虫感染时,与免疫调节密切相关。

这项研究成果意义重大,它让我们对卵形鲳鲹中 GST 基因家族的功能特性有了更深入的理解,为进一步探究鱼类抗氧化应激和免疫反应机制提供了新的视角。同时,也为开发新的疾病控制策略提供了理论支持和实践基础,有助于提升卵形鲳鲹水产养殖的健康管理水平。虽然文章未提及具体发表期刊,但该研究在鱼类健康和水产养殖领域具有重要价值。

在研究过程中,研究人员主要运用了以下关键技术方法:一是基因组分析技术,通过对卵形鲳鲹全基因组的研究,鉴定 GST 基因;二是系统发育分析技术,用于研究 GST 基因的进化关系和分类;三是转录组分析技术,利用转录组数据研究基因在不同应激条件下的表达动态变化。研究样本来自卵形鲳鲹,通过对其在缺氧应激和细菌病原体暴露等不同处理下的样本进行检测分析,获取研究数据。

研究结果部分:

  • GST 基因的鉴定与特征分析:通过基因组分析,确定卵形鲳鲹有 14 个 GST 基因。这些基因编码的蛋白质长度在 130 - 453 个氨基酸之间,分子量从 14,765.16Da(ToLTC4S)到 51,666.98Da(ToGSTK1a)不等,等电点(pI)范围为 5.48(ToGSTT3)至 9.97(ToGSTT2),且多数 ToGST 蛋白 pI 值大于 7。
  • 进化关系研究:系统发育分析表明,卵形鲳鲹的 GST 基因可分为胞质 GSTs、线粒体 GSTs 和 MAPEG 三个亚组,揭示了这些基因在进化上的保守性。
  • 缺氧应激下的基因表达变化:对鳃组织进行缺氧再氧合实验,发现 ToGSTT1、ToGSTT2、ToGSTK1b 和 ToGSTT3 在再氧合阶段表达显著上调。
  • 病原体感染下的免疫调节相关基因:研究发现 ToGSTK1a 和 ToGSTK1b 在应对无乳链球菌和刺激隐核虫感染时,在免疫调节过程中发挥重要作用。

研究结论与讨论部分:本研究通过全面的基因组分析,明确了卵形鲳鲹 GST 基因家族的成员组成、进化特征和染色体定位。研究结果表明,GST 基因在应对缺氧和病原体挑战时,部分基因的表达会发生变化,显示出它们在卵形鲳鲹应对环境和病原体应激过程中的重要调节作用。这不仅加深了我们对海洋鱼类 GSTs 功能的理解,更为水产养殖中卵形鲳鲹的健康管理提供了重要的理论依据,对推动水产养殖业的可持续发展具有重要意义。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号