最全面的AHPNS研究梳理

一醉千年

本文來自中國(guó)水產(chǎn)頻道版主胡路怡

事情的真相只有一個(gè)，但真相卻有很多個(gè)側(cè)面，探索真相的過程如同盲人摸象，剛開始每個(gè)人看到的側(cè)面可能有所不同，但隨著探索的深入，大家的觀察面逐步擴(kuò)大，越來越多的共同點(diǎn)被逐一挖掘，真相也就悄然揭開了神秘面紗。

  “第九屆世界華人蝦蟹養(yǎng)殖研討會(huì)”見證了EMS研究歷史的里程碑，來自全球的行業(yè)科學(xué)家歷經(jīng)三年的探索，改變以往研討會(huì)上各抒己見鮮有共識(shí)的狀況，首次展示出了前沿學(xué)術(shù)成果的交集。諸多研究團(tuán)隊(duì)的零碎研究結(jié)論被縫合成一個(gè)整體，而縫合這些碎片的“繡花針”是臺(tái)灣成功大學(xué)羅竹芳教授及其團(tuán)隊(duì)。

  自去年Lightner教授鑒定EMS病原為副溶血弧菌后，他的觀點(diǎn)遭到許多業(yè)內(nèi)人士的質(zhì)疑，最大的疑點(diǎn)在于Lightner教授無法對(duì)誘導(dǎo)AHPND的蛋白質(zhì)毒素做出合理的解釋。經(jīng)過反復(fù)樣品分析尋找差異基因，Lightner教授將兩個(gè)毒素基因PirA （Photorhabdus insect related, 發(fā)光桿菌昆蟲毒素關(guān)聯(lián)基因，13kDa）和PirB（50kDa）定位于PVPA3-1質(zhì)粒（約70kbp，羅竹芳教授命名為PVA-1質(zhì)粒）。Lightner教授還發(fā)現(xiàn)，副溶血弧菌PirAB基因與另一種發(fā)光桿菌Photorhabdus luminescens的PirAB基因相似，基因相似度為30%。然而，Lightner教授的感染實(shí)驗(yàn)卻遇到了技術(shù)瓶頸：當(dāng)帶毒質(zhì)粒從弧菌細(xì)胞內(nèi)移出后，弧菌細(xì)胞立刻死亡。

  羅竹芳教授自2013年9月份開始研究AHPND，相比其他科研單位則遲了一年多，但羅教授與國(guó)際科研單位建立了合作關(guān)系，在Lightner教授的研究基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)了PVA-1質(zhì)粒的自殺基因機(jī)制（Post-segregational killing system，PSK）。PVA-1質(zhì)粒中除了有PirAB兩種毒素基因，還有自殺毒素基因（pndA）與自殺解毒基因（pndB）。pndA 的信使mRNA半衰期為20分鐘，而pndB的mRNA僅僅只有半分鐘。PVA-1質(zhì)粒從弧菌細(xì)胞內(nèi)移除后，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)殘余的pndA信使mRNA繼續(xù)翻譯出自殺毒素，而pndB信使mRNA則無法翻譯出足夠的解毒蛋白。PSK機(jī)理合理地解釋了Lightner教授遇到的技術(shù)瓶頸。對(duì)此問題，羅教授利用胞內(nèi)等位基因置換技術(shù)（In vivo allelic exchange），在不移除PVA-1質(zhì)粒的條件下，成功將PirAB基因置換到大腸桿菌質(zhì)粒中。一系類的感染實(shí)驗(yàn)證實(shí)了PirAB就是誘導(dǎo)AHPND癥狀的毒素基因，其中PirA毒力較弱，PirB毒力更強(qiáng)。羅教授還發(fā)現(xiàn)PirAB基因操縱子位于不穩(wěn)定的序列上，PirAB基因有可能自由進(jìn)出于其他微生物種類。

  為了研究PirAB兩種毒素相互作用的機(jī)理，羅教授團(tuán)隊(duì)還原出了PirAB毒素蛋白的3D結(jié)構(gòu)圖，驚奇的發(fā)現(xiàn)PirAB毒素蛋白與蘇云金芽孢桿菌Bacillus thuringiensis分泌的一種昆蟲毒素蛋白有著非常相似的立體結(jié)構(gòu)�；仡欀猩酱髮W(xué)海洋學(xué)院何建國(guó)院長(zhǎng)曾在2014年蝦產(chǎn)業(yè)論壇上指出，中山大學(xué)發(fā)現(xiàn)了AHPNS病原中存在分泌昆蟲毒素的細(xì)菌；中山大學(xué)的實(shí)驗(yàn)表明蘇云金芽孢桿菌也能引起對(duì)蝦大量死亡，癥狀為肝胰腺的壞死。

  羅竹芳教授的研究巧妙地將中外科研聯(lián)系在了一起，探索對(duì)蝦肝胰腺的PirAB毒素受體將是研究的方向之一。國(guó)際科研單位之間建立合作關(guān)系有助于提升科技對(duì)產(chǎn)業(yè)的貢獻(xiàn)，而合作方式可以從相互交換研究樣本開始。全球蝦病的研究朝著正確的方向前進(jìn)，謎底真相漸被揭開。

兩只小狗

為了研究PirAB兩種毒素相互作用的機(jī)理，羅教授團(tuán)隊(duì)還原出了PirAB毒素蛋白的3D結(jié)構(gòu)圖，驚奇的發(fā)現(xiàn)PirAB毒素蛋白與蘇云金芽孢桿菌Bacillus thuringiensis分泌的一