곤충 면역 관련 PHOSPHOLIPASE A2의 분자 동정 및 아이코사노이드의 생리 기능 : Molecular Identification Of Insect Immune Associated Phospholipase A2 And Physiological Functions Of Eicosanoids원문보기
지질성 국부호르몬인 아이코사노이드는 곤충에서 세균 침입에 대한 방어기작을 중개한다. 곤충병원세균인 Xenorhabdus nematophila는 파밤나방(Spodoptera exigua)의 면역반응을 억제한다. 기존의 연구는 X. nematophila가 파밤나방의 phospholipase A2 (PLA2)를 억제하여 ...
지질성 국부호르몬인 아이코사노이드는 곤충에서 세균 침입에 대한 방어기작을 중개한다. 곤충병원세균인 Xenorhabdus nematophila는 파밤나방(Spodoptera exigua)의 면역반응을 억제한다. 기존의 연구는 X. nematophila가 파밤나방의 phospholipase A2 (PLA2)를 억제하여 혈구 소낭형성 반응을 억제한다고 밝혔다. 본 연구는 X. nematophila가 PLA2 억제자를 생합성하여 분비하여 줌에 따라 혈구 포식작용을 억제한다고 밝혔다. 페놀옥시다제(PO)는 피낭형성 또는 포식작용에 필수적인 멜라닌반응을 촉매한다. 그러나 PO전구물질(proPO)의 활성화는 국부적이고 제한적이어야 한다. 여러 PO 조절기구가 세포내 존재하는 데, proPO의 생합성, 세린단백질분해효소 활성화, 아이코사노이드 생합성을 포한한다. 여기서 아이코사노이드가 proPO 활성화를 중개하는 지 알아보기 위해 파밤나방의 proPO (SePPO) 유전자를 클로닝하였으며, 이 유전자의 전사과정 및 전사후과정에서 아이코사노이드 생합성 유기역할을 분석하였다. SePPO 유전자는 혈구세포에서만 발현되는 조직특이성을 보였고, 세균침입에 따라 유전자 발현이 유기되었다. 편도혈구세포는 SePPO를 포함하였으며, 이들은 세균 침입에 따라 세포붕괴를 통해 방출되었다. 이 SePPO 방출을 위한 세포붕괴는 X. nematophila 또는 기타 PLA2 억제자에 의해 억제되었다. 면역 PLA2에 대한 유전자 클로닝은 게놈이 밝혀진 거짓쌀도둑거저리(Tribolium castaneum)을 이용하였다. 이를 위해 노랑초파리(Drosophila melanogaster)의 분비성 PLA2의 아미노산 서열을 바탕으로 거짓쌀도둑거저리 게놈을 검색하
였으며, 6개의 비교적 유사도가 높은 후보유전자를 선발하였다. 이들 모두는 PLA2 억제자 효과를 보였으나, 이 가운데 TcPLA2B 유전자가 심층 분석되었다. 분리된 TcPLA2B 단백질은 특이적 PLA2 효소활성을 보였다. 이중나선형 RNA 기술을 통해 TcPLA2B 발현을 억제시켰으며, 이는 거짓쌀도둑거저리의 혈구 소낭형성 반응을 억제시키는 결과를 초래했다. 반면에 대조구의 유충은 세균의 침입 농도별, 시간별로 소낭형성이 증가하는 면역반응을 보였다. 본 연구는 아이코사노이드의 새로운 분자작용기작을 밝혔으며, 곤충 면역 관련 PLA2 유전자 구조를 동정하였다.
지질성 국부호르몬인 아이코사노이드는 곤충에서 세균 침입에 대한 방어기작을 중개한다. 곤충병원세균인 Xenorhabdus nematophila는 파밤나방(Spodoptera exigua)의 면역반응을 억제한다. 기존의 연구는 X. nematophila가 파밤나방의 phospholipase A2 (PLA2)를 억제하여 혈구 소낭형성 반응을 억제한다고 밝혔다. 본 연구는 X. nematophila가 PLA2 억제자를 생합성하여 분비하여 줌에 따라 혈구 포식작용을 억제한다고 밝혔다. 페놀옥시다제(PO)는 피낭형성 또는 포식작용에 필수적인 멜라닌반응을 촉매한다. 그러나 PO전구물질(proPO)의 활성화는 국부적이고 제한적이어야 한다. 여러 PO 조절기구가 세포내 존재하는 데, proPO의 생합성, 세린단백질분해효소 활성화, 아이코사노이드 생합성을 포한한다. 여기서 아이코사노이드가 proPO 활성화를 중개하는 지 알아보기 위해 파밤나방의 proPO (SePPO) 유전자를 클로닝하였으며, 이 유전자의 전사과정 및 전사후과정에서 아이코사노이드 생합성 유기역할을 분석하였다. SePPO 유전자는 혈구세포에서만 발현되는 조직특이성을 보였고, 세균침입에 따라 유전자 발현이 유기되었다. 편도혈구세포는 SePPO를 포함하였으며, 이들은 세균 침입에 따라 세포붕괴를 통해 방출되었다. 이 SePPO 방출을 위한 세포붕괴는 X. nematophila 또는 기타 PLA2 억제자에 의해 억제되었다. 면역 PLA2에 대한 유전자 클로닝은 게놈이 밝혀진 거짓쌀도둑거저리(Tribolium castaneum)을 이용하였다. 이를 위해 노랑초파리(Drosophila melanogaster)의 분비성 PLA2의 아미노산 서열을 바탕으로 거짓쌀도둑거저리 게놈을 검색하
였으며, 6개의 비교적 유사도가 높은 후보유전자를 선발하였다. 이들 모두는 PLA2 억제자 효과를 보였으나, 이 가운데 TcPLA2B 유전자가 심층 분석되었다. 분리된 TcPLA2B 단백질은 특이적 PLA2 효소활성을 보였다. 이중나선형 RNA 기술을 통해 TcPLA2B 발현을 억제시켰으며, 이는 거짓쌀도둑거저리의 혈구 소낭형성 반응을 억제시키는 결과를 초래했다. 반면에 대조구의 유충은 세균의 침입 농도별, 시간별로 소낭형성이 증가하는 면역반응을 보였다. 본 연구는 아이코사노이드의 새로운 분자작용기작을 밝혔으며, 곤충 면역 관련 PLA2 유전자 구조를 동정하였다.
Eicosanoids mediate immune reactions responsible for clearing bacterial invasions from hemolymph circulation in insects. An entomopathogenic bacterium, Xenorhabdus nematophila inhibits immune response of Spodoptera exigua. Previous works have already showed that X. nematophila inhibits hemocyte nodu...
Eicosanoids mediate immune reactions responsible for clearing bacterial invasions from hemolymph circulation in insects. An entomopathogenic bacterium, Xenorhabdus nematophila inhibits immune response of Spodoptera exigua. Previous works have already showed that X. nematophila inhibits hemocyte nodulation in response to bacterial infection by inhibiting phospholipase A2 (PLA2). This study demonstrated that X. nematophila also inhibited phagocytic ability of the circulating hemocytes by synthesizing and secreting PLA2 inhibitors. Phenoloxidase (PO) plays an important role as catalyzing agent during melanotic encapsulation and phagocytosis. Activation of prophenoloxidase (proPO) to PO must be localized and controlled as it is fatal to both host and the invading pathogen. There are several factors involved to control PO activation pathway such as de novo synthesis of proPO, serine protease, and eicosanoids. To reveal how eicosanoids mediate proPO activation cascade, cDNA of proPO from Spodoptera exigua hemocytes (SePPO) was cloned and analyzed at both transcriptional and post transcriptional levels. SePPO gene expression was specific only to hemocytes and inducible to bacterial infection, which was not influenced by eicosanoid biosynthesis inhibitors. Oenocytoid, a specific hemocyte type, contained SePPO, which was released into plasma by cell rupture in response to bacteria. This cell rupture in order to release SePPO by oenocytoids was significantly inhibited with X. nematophila and other eicosanoid biosynthesis inhibitors, but it resumed on addition of an eicosanoid precursor, arachidonic acid. Finally, this study aimed to clone immune associated PLA2 gene from Tribolium castaneum, which has been fully sequenced in its genome. Genome database of T. castaneum was screened with an amino acid sequence of a secretory PLA2 of Drosophila melanogaster, which proposed six highly-matched PLA2 candidates. All six T. castaneum PLA2 genes were expressed in response to bacterial challenge. Out of six PLA2 genes, TcPLA2B was cloned and expressed in E. coli. Purified TcPLA2B protein showed a specific PLA2 enzyme activity. Transient TcPLA2B gene knockdown using dsRNA led to inhibition of hemocyte nodulation of T. castaneum larvae in response to bacterial challenge, while na?ve larvae showed clear nodulation in dose and time dependent manners. This study discovered a novel molecular action of eicosanoids in hemocytes and identified a gene sequence of insect immune-associated PLA2.
Eicosanoids mediate immune reactions responsible for clearing bacterial invasions from hemolymph circulation in insects. An entomopathogenic bacterium, Xenorhabdus nematophila inhibits immune response of Spodoptera exigua. Previous works have already showed that X. nematophila inhibits hemocyte nodulation in response to bacterial infection by inhibiting phospholipase A2 (PLA2). This study demonstrated that X. nematophila also inhibited phagocytic ability of the circulating hemocytes by synthesizing and secreting PLA2 inhibitors. Phenoloxidase (PO) plays an important role as catalyzing agent during melanotic encapsulation and phagocytosis. Activation of prophenoloxidase (proPO) to PO must be localized and controlled as it is fatal to both host and the invading pathogen. There are several factors involved to control PO activation pathway such as de novo synthesis of proPO, serine protease, and eicosanoids. To reveal how eicosanoids mediate proPO activation cascade, cDNA of proPO from Spodoptera exigua hemocytes (SePPO) was cloned and analyzed at both transcriptional and post transcriptional levels. SePPO gene expression was specific only to hemocytes and inducible to bacterial infection, which was not influenced by eicosanoid biosynthesis inhibitors. Oenocytoid, a specific hemocyte type, contained SePPO, which was released into plasma by cell rupture in response to bacteria. This cell rupture in order to release SePPO by oenocytoids was significantly inhibited with X. nematophila and other eicosanoid biosynthesis inhibitors, but it resumed on addition of an eicosanoid precursor, arachidonic acid. Finally, this study aimed to clone immune associated PLA2 gene from Tribolium castaneum, which has been fully sequenced in its genome. Genome database of T. castaneum was screened with an amino acid sequence of a secretory PLA2 of Drosophila melanogaster, which proposed six highly-matched PLA2 candidates. All six T. castaneum PLA2 genes were expressed in response to bacterial challenge. Out of six PLA2 genes, TcPLA2B was cloned and expressed in E. coli. Purified TcPLA2B protein showed a specific PLA2 enzyme activity. Transient TcPLA2B gene knockdown using dsRNA led to inhibition of hemocyte nodulation of T. castaneum larvae in response to bacterial challenge, while na?ve larvae showed clear nodulation in dose and time dependent manners. This study discovered a novel molecular action of eicosanoids in hemocytes and identified a gene sequence of insect immune-associated PLA2.
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