作者:温才妃 雷四维 来源:中国科学报 发布时间:2023/12/29 11:12:14
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蚕的“艾滋病”有望攻克

 

西南大学资源昆虫高效养殖与利用全国重点实验室微孢子虫研究团队首次揭示了家蚕微粒子虫侵入家蚕卵母细胞的详细过程和策略,发现了介导这一过程的关键分子,阐明了家蚕微粒子病经卵垂直传播的分子基础。该研究有望从根本上攻克困扰蚕业生产数百年的微粒子病胚传顽症。日前,相关研究成果在《公共科学图书馆病原体》在线发表。

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家蚕微粒子虫孢子形态与超微结构、微粒子病家蚕与健康家蚕。课题组供图

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家蚕微粒子病经卵垂直传播过程与机制模式图。课题组供图

长久以来,养蚕业一直受到微粒子病的严重危害。家蚕微粒子病之所以难以防治,其根本原因是该病的病原——家蚕微粒子虫能够侵染家蚕、棉铃虫和斜纹夜蛾等宿主的卵母细胞,导致子代卵先天带毒,故此病也被称为蚕的“艾滋病”。因此,家蚕微粒子虫成为蚕种生产过程中的唯一法定检疫对象。然而,该病原是如何侵入家蚕卵母细胞的呢?这是蚕业科学领域的一个百年科学命题。

该研究发现,在蛹期3天卵巢管突破卵巢膜游离于血淋巴中时,家蚕微粒子虫开始侵染卵巢管。此时,血淋巴中的病原与卵管表面黏附,从而侵入卵管鞘细胞并在其中增殖,继而侵入紧邻的滤泡细胞。自此,病原可通过以下两条路径侵入卵母细胞:在滤泡细胞中增殖后,直接侵入卵母细胞;从滤泡细胞先侵入滋养细胞,增殖后再侵入卵母细胞。对感染的滤泡细胞和滋养细胞进行超微观察,发现细胞结构发生重要变化:两种细胞与卵母细胞间的间隙变窄或消失,并且两种细胞中均发现包含有病原体的大囊泡结构突入卵母细胞中。

研究人员进一步分析发现,病原侵染卵巢管的时间与家蚕卵黄原蛋白的高量表达同步,而且病原在侵染过程中其表面均结合有家蚕卵黄原蛋白;后续实验证实家蚕卵黄原蛋白可与病原表面的多种蛋白结合;敲降家蚕卵黄原蛋白表达,以及利用抗体封闭家蚕卵黄原蛋白与病原表面蛋白的结合,发现卵巢管和子代卵粒的感染量均显著降低,表明家蚕卵黄原蛋白与病原表面蛋白的结合是介导该病原垂直传播的关键。进一步分析表明,家蚕卵黄原蛋白的血管性血友病因子D型结构域和功能未知结构域是介导其与病原表面蛋白结合的关键区域。

据悉,西南大学资源昆虫高效养殖与利用全国重点实验室博士生汪春霞、博士后于滨、实验师孟宪志和硕士生夏丹为论文共同第一作者,西南大学教授周泽扬和研究员李田为论文共同通讯作者。

相关论文信息:https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1011859 

 
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