近日,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蜜蜂研究所蜂種質(zhì)資源與育種團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn),蜜蜂、熊蜂和切葉蜂肽聚糖識(shí)別蛋白PGRP-SA的分子結(jié)構(gòu)及識(shí)別功能和雙翅目昆蟲果蠅完全不同,為深入研究蜂類昆蟲免疫應(yīng)答機(jī)制及其疾病預(yù)防提供了新的理論基礎(chǔ),對于傳粉昆蟲資源保護(hù)具有重要的意義。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《免疫學(xué)雜志(Journal of Immunology)》上。
膜翅目昆蟲是一類最重要的傳粉昆蟲,在維持陸地生態(tài)系統(tǒng)平衡中發(fā)揮著十分重要的作用。基因組注釋結(jié)果表明,和雙翅目昆蟲(如果蠅、蚊子)相比,膜翅目昆蟲(如熊蜂、蜜蜂)具有更少的免疫相關(guān)基因,這些免疫相關(guān)基因包括肽聚糖識(shí)別蛋白PGRPs,分為短型(PGRP-S)和長型(PGRP-L),是昆蟲先天免疫系統(tǒng)重要的模式識(shí)別受體。果蠅PGRP-SA識(shí)別Lys型肽聚糖,進(jìn)而激活Toll免疫途徑,調(diào)控抗菌肽的表達(dá)與釋放來抵抗病原微生物的感染。
為了探究膜翅目昆蟲PGRP-SA的分子結(jié)構(gòu)及其參與先天免疫的功能,本研究以高級社會(huì)性西方蜜蜂、初級社會(huì)性紅光熊蜂和獨(dú)居性苜蓿切葉蜂為對象,探明了蜂類昆蟲PGRP-SA蛋白獨(dú)特的肽聚糖識(shí)別機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn),和雙翅目果蠅PGRP-SA識(shí)別Lys型肽聚糖不同,膜翅目蜂類PGRP-SA對Dap型肽聚糖具有很高的親和力;復(fù)合體三維結(jié)構(gòu)分析進(jìn)一步證實(shí)了蜂類PGRP-SA以特有的錨定氨基酸識(shí)別Dap型肽聚糖,進(jìn)而激活Toll免疫途徑,調(diào)控抗菌肽的表達(dá)與釋放來抵御病原微生物的感染。該研究結(jié)果表明,盡管膜翅目蜂類昆蟲保留了主要的免疫途徑,但其模式識(shí)別受體分子識(shí)別抗原的機(jī)制和雙翅目蠅類明顯不同,具有獨(dú)特的肽聚糖識(shí)別特征。