miRNA在对虾-病毒互作中的作用机理

The non-coding small RNAs play important roles in immunity and virus infection. However, the roles of miRNA in the virus-host interactions remain to be addressed in animals, such as the simultaneous regulation of host and virus gene expressions by a miRNA, the simultaneous regulation of genes of an immune response, the antivirus effects of miRNAs and the signaling pathways mediated by miRNAs. Based on our previous studies, the roles of miRNAs in shrimp-virus interactions will be investigated in this study. In the present study, the Ago1 complex will be analyzed, followed by investigations on the regulations of virus-shrimp interactions by shrimp miRNAs, the roles of virus miRNAs in shrimp-virus interactions and the antivirus effects of miRNAs in shrimp. Our study will reveal the mechanisms of virus-shrimp interactions mediated by miRNAs and will be helpful to control the virus infection in shrimp with miRNAs.

非编码小RNA在宿主免疫、病毒感染等过程中发挥重要的调控作用，然而，miRNA在宿主-病毒互作中的作用机理尚未充分阐明，对于同一条miRNA是否可同时调控病毒基因和宿主免疫相关基因的表达、某条miRNA是否可同时调控某个免疫反应多个基因的表达、miRNA的抗病毒作用、病毒/宿主miRNA调控的信号通路等科学问题，在包括对虾在内的动物免疫机制研究中，至今仍然是有待于进一步探索的重要内容。本项目拟在已有的工作基础上，开展miRNA在对虾-病毒互作中的作用机理研究，首先分析对虾Ago1复合体，再进一步研究对虾miRNA在病毒-宿主互作中的调控作用、病毒miRNA调控病毒-宿主互作的机制以及miRNA在对虾抗病毒中的作用。本项目的研究结果，不仅有利于阐明病毒及宿主miRNA在病毒-宿主互作中的作用机制，而且有利于利用对虾本身的miRNA调控对虾免疫，加强对虾抗病力，促进对虾养殖业的稳定、持续发展。

本项目研究结果表明，白斑综合症病毒（WSSV）感染的对虾的Ago1复合体中，有62条对虾miRNA、47条病毒miRNA以及265400条非重复的基因片段（mRNA）。研究发现，对虾miR-34、mja-miR-35在WSSV感染对虾后显著上调，这2条miRNA直接抑制WSSV编码的靶基因的表达，而这些基因是WSSV的必需基因，因此这2条miRNA具有抗病毒作用；对虾miR-1通过抑制宿主基因的表达，抑制对虾血淋巴细胞的吞噬活性；对虾miR-1000、miR-71、miR-13b、miR-965、miR-12可以同时抑制宿主基因和病毒基因的表达，分别调控病毒感染、细胞自噬、细胞凋亡、细胞吞噬等途径，抑制病毒感染；对虾miR-87通过靶向宿主DCP2基因，抑制WSSV感染，病毒WSSV-miR-N46通过靶向宿主DCP1基因，对WSSV复制产生抑制作用。在WSSV感染对虾的过程中，病毒WSSV-miR-22、WSSV-miR-N32可通过作用于宿主和病毒基因，促进病毒感染或病毒潜伏；由WSSV编码的WSSV-miR-N13和WSSV-miR-N23可同时靶向Dorsal基因，最终抑制宿主Spz-Toll-Dorsal-ALF抗病毒信号通路，导致病毒的感染；WSSV编码的WSSV-miR-N12第16位碱基发生了A→I的RNA编辑，削弱了其与靶基因的相互作用，因此病毒可利用宿主的ADAR编辑酶，使自身的miRNA发生RNA编辑，进而使病毒处于潜伏期。在HT115菌株中大量表达对虾miR-34，制备的对虾饲料喂食对虾后，miR-34通过直接下调WSSV编码的两个靶基因wsv330及wsv359的表达，抑制WSSV感染。我们的研究结果，不仅阐明了miRNA在对虾-病毒互作中的作用机理，而且有利于利用对虾本身的miRNA增强对虾免疫，达到病害防治的效果。