类肌动蛋白MreB在河蟹螺原体形态变化、运动及致病中的功能解析

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31870168
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0109.病原真菌学与其他微生物
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Spiroplasma is a tiny bacterium without cell wall and with typical spiral morphological character. Its cytockeleton has been most attractive in tiny model organisms. Howerver, the studies on the cytockeleton of spiroplasma are most restricted to morphological observation and speculations deduced by mathematical and physical methods. Biological functions study should be recommended. According to our previous study on the Chinese mitten crab Eriocheir sinensis pathogen Spiroplasma eriocheiris, we found that MreB, which is a primary cytockeleton protein of spiroplasma, has a close relationship with its typical spiral morphologic feature and motility. The present proposal will start with this protein and study on the changes of ultrastructural features of cytoskeleton and the role of MreB in different phenotypes of spherical and spiral of S. eriocheiris by applying mass spectrometry, light and electron microscopy, western blot and molecular methods so on. Then, probe into the relationship between the cytockeleton and motility of S. eriocheiris using the inhibitor A22 and accelerant phalloidine respectively. With the help of CRISPR/Cas9 and homologous recombination, 5 MreB genes will be knockout one by one or multiple combination knockout and then will be compared with the rescued strain and the wild strain respectively for studying the MreB functions in morphologic change and motility. At the end, these three different strains will be tested their pathogenicity in vitro on primary cultured crab hemolymph cells as well as in vivo by inoculating into healthy crabs. From above all, we can reveal the roles of cytoskeleton protein MreB (including 5 homologs) in morphologic change, motility and pathogenicity of S. eriocheiris.
微小、无细胞壁、具螺旋结构的螺原体作为最具吸引力的小型模式生物,其细胞骨架是近年研究热点,但相关研究只局限在形态学研究及数理方法推导,缺乏生物学功能研究。前期研究发现河蟹螺原体Spiroplasma eriocheiris骨架蛋白MreB与其螺旋结构和运动密切相关,本项目从该蛋白入手,通过质谱分析、光镜、免疫电镜及分子生物学等技术,研究S. eriocheiris在螺旋形和球形两种表型下的骨架超微结构特征及MreB变化规律;用MreB特异性抑制剂A22和促进剂鬼笔环肽探讨MreB与形态和运动的关系;分别用CRISPR/Cas9和同源重组技术进行5个MreB基因的单个和多个组合敲除,并与野生菌株和回补菌株比较,验证MreB在细胞形态变化和运动中的功能及5个MreB同系物是如何组合并行使功能;同时在体外和体内水平上比较确证以上菌株的致病性,最终揭示MreB在螺原体细胞形态、运动及致病中的作用。

结项摘要

本项目聚焦微小、无细胞壁、具螺旋结构的螺原体细胞骨架作为研究对象,首先研究了渗透压、鬼笔环肽和A22影响河蟹螺原体形态和MreB蛋白表达的影响,螺原体在PBS中呈现典型的螺旋形,但在水中呈现球形,与螺旋形相比球形时螺原体MreB表达量显著降低。螺旋形螺原体的骨架与其形态一致也是长的螺旋形状,而球形螺原体的骨架表现为一个圆环状。MreB在螺原体的细胞膜外表面有分布。鬼笔环肽处理后螺原体长度明显增长,而A22处理的螺原体长度明显缩短。A22处理后MreB4表达量显著降低。然后研究了鬼笔环肽和A22对螺原体致病性的影响,发现A22能够显著延缓螺原体的生长速度,螺原体出现破碎和死亡现象,使中华绒螯蟹的死亡率降低。鬼笔环肽或A22处理螺原体后影响血淋巴细胞的形态、细胞活力、细胞PO活性、细胞坏死和凋亡。以上研究表明,MreB促进剂和抑制剂的作用下,螺原体的致病力发生了变化,鬼笔环肽处理后螺原体的致病力显著增强,而A22处理后螺原体致病力显著降低。本项目原计划与日本大阪市立大学生物学系Makoto Miyata (宫田真人)教授实验室进行合作对螺原体Mreb蛋白在运动中的功能进行研究,但是由于疫情的影响,该部分的研究延期执行;本项目还计划利用CRISPR/Cas9、同源重组等技术构建MreB的敲除株和回补株,但在项目实施过程中经过很多次尝试,这些技术在螺原体上的应用都以失败告终,在将来的研究中本实验室会继续进行尝试,以促进螺原体的基础研究。本项目新增一些研究内容,如低氧对螺原体致病性的影响,结果表明,低氧胁迫下中华绒螯蟹死亡率升高、组织被破坏、易被螺原体感染,同时血淋巴细胞的细胞凋亡增加,预示着低氧加速螺原体对河蟹的感染。

项目成果

期刊论文数量(19)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
TMT-based quantitative proteomic analysis of Eriocheir sinensis hemocytes and thoracic ganglion during Spiroplasma eriocheiris infection
基于TMT的中华绒螯蟹血细胞和胸神经节在绒毛螺原体感染过程中的定量蛋白质组学分析
  • DOI:
    10.1016/j.fsi.2019.11.009
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Fish & Shellfish Immunology
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Libo Hou;Haifeng Zhou;Hui Wan;Zhanghuai Liu;Li Wang;Yongxu Cheng;Xugan Wu;Wei Gu;Wen Wang;Qingguo Meng
  • 通讯作者:
    Qingguo Meng
Eriocheir sinensis vesicle-associated membrane protein can enhance host cell phagocytosis to resist Spiroplasma eriocheiris infection.
中华绒螯蟹囊泡相关膜蛋白可增强宿主细胞的吞噬能力,​​抵抗绒毛螺原体感染。
  • DOI:
    10.1016/j.fsi.2022.08.012
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Fish & Shellfish Immunology
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Yaqin Wang;Yanyang Miao;Qingchun Shen;Xueshi Liu;Minyi Chen;Jie Du;Mingxiao Ning;Jingxiu Bi;Wei Gu;Li Wang;Qingguo Meng
  • 通讯作者:
    Qingguo Meng
Protein N-glycosylation in the early stage of Spiroplasma eriocheiris infect Eriocheir sinensis
绒毛螺原体感染中华绒螯蟹早期蛋白质N-糖基化
  • DOI:
    10.1016/j.aquaculture.2019.734793
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Aquaculture
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Libo Hou;Yuye Yan;Tao Xiang;Yubo Ma;Wei Gu;Wen Wang;Qingguo Meng
  • 通讯作者:
    Qingguo Meng
The cellobiose and α-ketoglutarate as metabolic modulators in Eriocheir sinensis to resist Spiroplasma eriocheiris infection
纤维二糖和α-酮戊二酸作为中华绒螯蟹代谢调节剂抵抗绒毛虫感染
  • DOI:
    10.1016/j.aquaculture.2020.736180
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Aquaculture
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Cheng Cao;Zhanghuai Liu;Hendriansyah Endri;Weifeng Fan;Xiaojun Xie;Yanlan Huang;Zheng Cao;Mingxiao Ning;Wen Wang;Wei Gu;Qingguo Meng
  • 通讯作者:
    Qingguo Meng
Toxicity of avermectin to Eriocheir sinensis and the isolation of a avermectin-degrading bacterium, Ochrobactrum sp. AVM-2
阿维菌素对中华绒螯蟹的毒性及阿维菌素降解菌苍白杆菌的分离。
  • DOI:
    10.1016/j.ecoenv.2021.113115
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Ecotoxicology and Environmental Safety
  • 影响因子:
    6.8
  • 作者:
    Yubo Ma;Hongli Liu;Xiaoli Xia;Mingxiao Ning;Bairu Ji;Yingrui Li;Haolan Li;Jie Du;Wei Sun;Wei Gu;Qingguo Meng
  • 通讯作者:
    Qingguo Meng

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其他文献

高静荷载下卸载速率对岩石动力学特性及破坏模式的影响
  • DOI:
    10.13722/j.cnki.jrme.2018.0954
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
    王春;程露萍;唐礼忠;王文;刘涛;韦永恒;神文龙
  • 通讯作者:
    神文龙
声表面波气体传感器研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
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原位液体环境透射电镜技术在纳米晶体结构研究中的应用
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    --
  • 发表时间:
    2018
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王文;徐涛;孙立涛
  • 通讯作者:
    孙立涛
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  • DOI:
    10.1016/j.ssmph.2022.101048
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    农业环境科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    廖柏寒;周细红;李林;王文;曾清如
  • 通讯作者:
    曾清如

其他文献

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王文的其他基金

中华绒螯蟹血细胞microRNAs在螺原体感染中的免疫调控功能研究
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相似国自然基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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