SPP 是一种 GXGD 型膜内裂解天冬氨酰蛋白酶,具有 9 个跨膜结构域,可裂解疏水脂质双层中的跨膜蛋白( 1 , 2 )。SPP 在整个进化过程中表现出高度的保守性,广泛存在于各种真核生物中,包括真菌、原生动物、植物和动物( 3 )。它具有广泛的生物学功能:通过消除前体信号肽酶 (SP) 裂解后在内质网 (ER) 中积累的信号肽来调节 ERAD 通路( 4 );与错误折叠的膜蛋白结合并形成参与体内自噬的大型寡聚复合物( 5 );通过水解信号肽来控制正常的免疫监视,促进表位片段的释放,保护细胞免受自然杀伤细胞 (NK) 的攻击 ( 6 );与病毒蛋白相互作用,影响病毒的加工和复制,或作为病毒逃避宿主免疫系统的手段 ( 4 , 7 – 9 )。敲低或抑制 SPP 会极大地影响生物体自身对病毒的抵抗力。SPP 介导的裂解负责将丙型肝炎病毒 (HCV) 核心蛋白引导到脂滴,这是病毒出芽和核衣壳组装的关键步骤。研究表明,使用抑制剂抑制 SPP 可以阻碍 HCV 增殖 ( 7 , 8 , 10 )。在感染过程中,单纯疱疹病毒 (HSV) 利用其糖蛋白 K (gK) 与 SPP 结合,促进 HSV-1 复制。SPP 诱导的敲除小鼠的病毒潜伏期显著缩短,使用 SPP 抑制剂后病毒复制也显著减少 ( 9 , 11 )。SPP 在猪瘟病毒 (CSFV) 核心蛋白的加工和成熟过程中起着重要作用,使用 (Z-LL) 2-酮抑制 SPP 可显著降低 CSFV 的活力 ( 12 )。这些实例凸显了 SPP 在病毒感染中的深远意义,表明针对宿主 SPP 可能是一种非常有效的抗病毒策略。家蚕(Bombyx mori)因其独特的吐丝特性而成为一种经济昆虫。然而,家蚕生产经常受到各种蚕业疾病的困扰。在这些疾病中,BmNPV 是最严重和最昂贵的病毒性疾病,导致严重的蚕业损失。考虑到 SPP 的特性,我们研究了编辑 BmSPP 是否可以提高家蚕对 BmNPV 的抵抗力。我们的预期是编辑 BmSPP 会产生抗性菌株。NPV 是一种存在于多种节肢动物中的杆状病毒,可感染 8 个目 600 多种昆虫,包括鳞翅目、膜翅目、双翅目、鞘翅目等(13)。它是一种具有双链环状 DNA 基因组的 DNA 病毒,因其基因组被包裹在杆状核衣壳中而得名(14)。BmNPV 在感染过程中产生两种类型的病毒颗粒:包涵体衍生病毒 (ODV) 和芽生病毒 (BV)。杆状病毒对宿主幼虫的感染是由 ODV 引起的,随后,BV 导致宿主的全身感染(15)。杆状病毒经口腔进入宿主,经前肠进入中肠,在中肠碱性环境中释放ODV。然后ODV直接与中肠细胞膜融合,释放核衣壳进入细胞质,导致原发性感染(14)。在宿主体内,病毒利用宿主自身的环境在宿主细胞内复制
Bombyx Mori,驯化的桑sist虫,鳞翅目分子模型和最重要的经济昆虫。它正在成为应对生物学挑战的巨大分子遗传资源。在幼虫发育的最后阶段,蚕虫B产生大量丝蛋白。这些蛋白质存储在中间的丝腺中,并在第五龄的末端通过Spinneret驱动。丝绸纤维蛋白和Sericin是丝绸茧中的两种主要丝绸蛋白。丝皮纤维蛋白是一种由重链(H),轻链(L)和糖蛋白组成的纤维蛋白,由二硫键键连接的糖蛋白以及Sericin,sericin,Sericin,一种大分子蛋白,可作为粘合物质,可与丝虫Mori的生产核糖蛋白结合起来。在本综述中给出了Sericin的简短提要。丝绸塞他蛋白的结构,内容,溶解度,遗传学和特征是本综述的主要主题。在从丝绸茧中生产丝绸的脱发过程中,纺织品和苗条行业通常会丢弃大量的丝绸蛋白。由于Sericin具有高度亲水性,并且具有有用的生物学和生物相容性特性,例如抗菌,抗氧化剂,抗癌和抗酪氨酸酶特性,因此可以研究其应用。天冬氨酸,甘氨酸和丝氨酸是源自丝绸茧的有益氨基酸之一。薄膜,涂料和包装材料的创建表明,将塞他蛋白与其他生物材料结合使用的有效性。关键词:Bombyx Mori,蚕茧,生物聚合物和Sericin
摘要:最近发现DNA N6-甲基趋化(6MA)在基因中扮演调节作用,该作用与真核物种的各种生物学过程联系起来。6MA甲基转移酶的功能鉴定对于理解表观遗传6MA甲基化的潜在分子机制至关重要。据报道,甲基转移酶METTL4可以催化6ma的甲基化。但是,METTL4的功能在很大程度上未知。在这项研究中,我们旨在研究Bombyx Mori同源性METTL4(BMMETTL4)在鳞翅目模型昆虫中的作用。通过使用CRISPR-CAS9系统,我们在蚕中对BMMETTL4进行了体积突变,发现BMMETTL4的破坏会导致蚕胚晚期的发育缺陷和随后的致死性。我们进行了RNA-Seq,并确定了BMMETTL4突变体中有3192个差异表达的基因,其中包括1743个上调和1449个下调的基因。基因和基因组分析的基因本体论和京都百科全书表明,涉及分子结构,几丁质结合和丝氨酸水解酶活性的基因受BMMETTL4突变的显着影响。我们进一步发现,表皮蛋白基因和胶原蛋白的表达明显降低,而胶原酶高度增加,这对异常的胚胎和蚕的孵化性降低了。采取了这些结果,这些结果表明6MA甲基转移酶BMMETTL4在调节蚕的胚胎发育中的关键作用。
简单总结:在雌雄同体动物中,精液蛋白对雄性生育至关重要。在本研究中,我们利用 CRISPR/Cas9 系统研究了鳞翅目模式昆虫家蚕精液蛋白 Sfp62 的功能。Sfp62 突变导致雄性不育并且可以稳定遗传。该突变不影响生长发育和雌性生育能力。这些数据表明 Sfp62 是不育昆虫技术 (SIT) 的理想靶标,在该技术中,转基因昆虫被大规模释放以与野生型昆虫交配,以减少甚至消灭目标害虫。有效实施 SIT 的决定因素包括转基因个体的强大竞争力和突变产生的多代效应。Sfp62 符合这些标准,因此是生物害虫防治的一个有希望的靶标。
1 中国科学院上海植物生理生态研究所,分子植物科学卓越创新中心,昆虫发育与进化生物学重点实验室,上海 200032;liuyujia@cemps.ac.cn (YL);sqchen@sibs.ac.cn (SC);yangdehong@cemps.ac.cn (DY);lmtang2016@cemps.ac.cn (LT);yangxu@cemps.ac.cn (XY);yhwang@cemps.ac.cn (YW);xy384@outlook.com (XL) 2 中国科学院大学,北京 100049 3 沈阳农业大学生物科学与技术学院蚕桑系,沈阳 110866; chendongbin@stu.syau.edu.cn 4 山东农业大学林学院,泰安 271018;ZhangXiaoqian7@aliyun.com 5 中国科学院武汉病毒研究所,国家病毒学重点实验室,武汉 430071;Wangml@wh.iov.cn * 通讯地址:huzh@wh.iov.cn (ZH);yphuang@sibs.ac.cn(YH)
简单总结:最强大的基因编辑方法之一是 CRISPR(成簇的规律间隔的短回文重复序列)-Cas(CRISPR 相关)工具。家蚕(Bombyx mori)对全球经济有着巨大的影响,在养蚕业中发挥着举足轻重的作用。然而,家蚕作为科学界最伟大的贡献者之一,被用于建立用于生产目标蛋白的非凡生物反应器并作为一种伟大的实验模型生物而受到关注。在此,我们重点介绍利用 CRISPR-Cas 在家蚕基因组操作领域取得的进展。为了编辑家蚕的基因组,人们取得了显著的进展,例如揭示基因功能和开发对家蚕核多角体病毒(BmNPV)具有增强抗性的突变株。我们还讨论了 CRISPR-Cas 如何加速家蚕及其他领域的基础研究,从而凸显了昆虫生物技术在众多科学领域的巨大潜力。
简单的摘要:重要的经济昆虫Bombyx Mori(B。Mori)以其丝绸而闻名。B.莫里丝主要由涂有丝网膜蛋白的丝绸纤维组成。其中,丝绸纤维重链蛋白具有最高的含量和最大的分子量,该蛋白质由丝绸烤重链(FIBH)基因编码。目前,除了B. mori菌株p50t的FIBH的完整序列外,还没有有关该蛋白质的其他报道。这主要是因为FIBH中富含GC的重复序列形成的特殊结构阻碍了聚合酶的扩增和Sanger测序的应用。在这里,通过首席执行官获得了与p50t相似的Dazao的FIBH序列,该序列具有99.98%的相似性。据我们所知,这是中国B. mori菌株的第一个完整的FIBH序列。此外,还确定了FIBH重复单元中的甲基化CG位点。
高通量基因筛选是一种强大的方法,可用于在全基因组范围内研究基因功能并识别对某些压力负责的基因。在这里,我们开发了一种 piggyBac 策略,可将汇集的 sgRNA 文库稳定地递送到细胞系中。我们使用这种策略在家蚕细胞中进行基于全基因组成簇的规律间隔短回文重复技术 (CRISPR)-Cas9 的筛选。我们首先构建了一个包含 94,000 个 sgRNA 的单向导 RNA (sgRNA) 文库,该文库靶向 16,571 个蛋白质编码基因。然后,我们使用 piggyBac 转座子在 BmE 细胞中生成敲除集合。我们确定了 1006 个在正常生长条件下对细胞生存至关重要的基因。在已确定的基因中,82.4%(829 个基因)与七种动物物种中的必需基因同源。我们还确定了 838 个基因,它们的缺失促进了细胞生长。接下来,我们分别使用温度和杆状病毒对生物或非生物胁迫进行了针对特定环境的阳性筛选,从每个筛选中确定了几个关键基因和途径。总之,我们的结果为家蚕基因组的功能注释和解释导致各种条件的关键基因提供了一个新颖而通用的平台。这项研究还展示了在非模式生物中进行全基因组 CRISPR 筛选的有效性、实用性和便利性。
尽管宿主生理调节已被解释为支持杆状病毒传播的重要过程,但不能排除宿主抗病毒反应对能量供应的需求。我们目前的研究表明,家蚕 AcMNPV(芽生病毒)感染后的代谢诱导刺激了病毒清除和抗病毒蛋白 gloverin 的产生。此外,我们证明了腺苷受体信号 (AdoR) 在调节杆状病毒感染后的这种代谢重编程中起着重要作用。通过使用第二个鳞翅目模型草地贪夜蛾 Sf-21 细胞,我们证明了由腺苷信号调节的糖酵解诱导是调节杆状病毒感染允许性的保守机制。我们目前的研究中的另一个有趣发现是,BmNPV 和 AcMNPV 感染都会引起代谢活化,但似乎 BmNPV 感染会缓和 ATP 产生的水平,这与 AcMNPV 感染后的急剧增加形成鲜明对比。我们鉴定出 BmNPV 感染诱导的潜在 AdoR miRNA,并得出结论,BmNPV 可能试图通过抑制腺苷信号传导并进一步降低宿主的抗杆状病毒反应来最大限度地减少代谢活化。我们目前的研究表明,杆状病毒感染后腺苷信号传导激活能量合成是宿主的生理反应,对于支持抗感染的先天免疫反应至关重要。
