Комплексный транскриптомический и протеомный анализ жабр золотого карася в ответ на воздействие Aeromonas hydrophila

Жабры рыб, как слизистая оболочка, представляют собой первую линию защиты от патогенных инфекций. Они играют важную роль в иммунной системе, однако точные механизмы иммунного ответа жабр на бактериальные инфекции до сих пор требуют дальнейшего изучения. В данном исследовании были проведены транскриптомные и протеомные анализы для изучения патологических изменений и молекулярных механизмов иммунного ответа слизистой оболочки жабр золотистого карася на заражение Aeromonas hydrophila.

Методология

Для изучения иммунного ответа использовались мультиомные подходы, включая RNA-seq (транскриптомика) и iTRAQ (протеомика). Эти методы позволяют детально охарактеризовать профилирование экспрессии генов и белков, вовлеченных в иммунный ответ на инфекцию.

1. RNA-seq: Этот метод использовался для анализа транскриптов, связанных с иммунитетом в жабрах, что позволило выявить измененные гены (DEG) в ответ на инфекцию.

2. iTRAQ: Протеомный анализ позволил идентифицировать белки, которые участвуют в иммунном ответе, и оценить их количественное содержание в тканях жабр.

Результаты

1. Иммунный ответ: Результаты показали, что иммунный ответ жабр в основном связан с активацией комплемента и каскадов коагуляции, а также с процессами обработки и презентации антигенов, фагосомой, NOD-подобными рецепторами (NLR) и ядерным фактором κB (NFκB). Это указывает на сложную сеть взаимодействий, которая активируется в ответ на инфекцию.

2. Измененные гены: В ходе анализа было отобрано 21 DEG, связанных с иммунитетом, включая такие гены, как Clam, nfyal, snrpf, acin1b, psme и другие. Эти гены были дополнительно проверены на их роль в иммунном ответе на инфекцию A. hydrophila с помощью количественного анализа ПЦР (qRT-PCR).

3. Активные белки: В результате анализа были выявлены белки комплемента (C3, C7, C9, CFD, DF и FH) и антигенпрезентирующие белки (HSP90, MHC, CALR, CANX и PSME), которые активно участвуют в защите тканей жабр от инфекций. Эти белки играют ключевую роль в иммунной защите, обеспечивая распознавание и уничтожение патогенов.

4. Сеть белок-белковых взаимодействий (PPI): Анализ PPI показал, как белки взаимодействуют друг с другом в процессе передачи иммунных сигналов и формирования иммунного ответа.

5. Корреляционный анализ: Корреляция между результатами iTRAQ и qRT-PCR была значительной (коэффициент корреляции Пирсона = 0,70, p < 0,01), что подтверждает достоверность полученных данных и согласованность между протеомными и транскриптомными результатами.

Обсуждение

Данное исследование впервые использует мультиомный подход для изучения молекулярных механизмов локального мукозального иммунитета у карповых видов рыб, в частности, у золотистого карася. Ранее подобные исследования проводились на других видах рыб, таких как данио, но механизм защиты жабр золотистого карася при бактериальной инфекции не был изучен на уровне транскриптов и белков.

Современные молекулярные методы, такие как RNA-seq и iTRAQ, значительно расширяют наши знания о том, как рыбы реагируют на инфекции, и могут помочь в разработке новых стратегий для улучшения здоровья рыб в аквакультуре.

Исследование показало, что иммунный ответ жабр золотистого карася на инфекцию Aeromonas hydrophila включает сложные молекулярные механизмы, связанные с активацией комплемента и другими ключевыми путями. Полученные данные могут способствовать дальнейшему пониманию локального мукозального иммунитета у рыб и открывают новые возможности для разработки методов контроля инфекций в аквакультуре.

Исследование: Fish and Shellfish Immunology Reports