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Nature背靠背: Jean-Luc Imler/蔡华团队等在果蝇抗病毒领域研究取得重要突破

发布时间:2021-07-16    浏览:

近日,广州霍夫曼免疫研究所(Sino-French Hoffmann Institute)Jean-Luc Imler/蔡华团队与丹麦Aarhus University的Rune Hartmann教授合作,在果蝇抗病毒领域取得重要突破,揭示了果蝇识别病毒感染的重要机制,在Nature上发表题为Two cGAS-like receptors induce antiviral immunity in Drosophila”文章。

昆虫数量占地球上现存动物物种65%。感染昆虫的病毒种类纷繁多样,然而昆虫中是否存在一类模式识别受体,识别病毒感染进而诱发诱导性(inducible)广谱抗病毒机制尚不清楚。三年前Jean-Luc Imler教授等发现果蝇中存在与人类保守的STING分子介导的诱导性抗病毒信号通路(Immunity,2018)。蔡华博士等去年进一步发现人为注射环状二核苷酸2'3'-cGAMP到果蝇,可以诱发广谱的STING依赖的抗病毒作用Science Signaling,2020),改变了以往认为RNA干扰是昆虫中唯一广谱抗病毒机制的认识。这也同时提示果蝇中可能存在一个类似人的cGAS受体分子,该分子可以直接识别病毒感染然后产生类似2‘3’-cGAMP的第二信使,从而激活STING依赖的抗病毒信号通路。为了寻找STING上游识别病毒感染的关键受体,Jean-Luc Imler/蔡华团队与丹麦Aarhus University的Rune Hartmann教授合作,利用果蝇遗传学筛选以及生物化学等手段,鉴定发现果蝇中存在两个cGAS类似的分子,命名为cGLR1和cGLR2。Gain of function实验表明过表达cGLR1或cGLR2的果蝇更能抵抗病毒感染。cGLR1和cGLR2双敲除的果蝇,在RNA病毒DCV和DNA病毒KV感染的情况下,果蝇相比野生型死亡更快。

Nature在同一天刊登了美国哈佛医学院Philip J. Kranzusch教授Jean-Luc Imler/蔡华团队合作的另一研究结果,题为“cGAS-like receptors sense RNA and control 3′2′-cGAMP signaling in Drosophila”。该研究利用生物化学筛选的方式鉴定出果蝇中存在人cGAS类似受体cGLR1。令人惊讶的是,果蝇中的cGLR1不识别DNA,而是识别病毒RNA,并且cGLR1识别病毒RNA后可以产生3‘2’-cGAMP。这些不同于人类的cGAS,识别的是病毒DNA然后产生2‘3’-cGAMP。更有趣的是,注射3‘2’-cGAMP到果蝇,可以诱发比2‘3’-cGAMP更强的抗病毒效果。

以上两篇文章完整揭示了果蝇中cGLR1/2-cGAMP-STING信号通路识别病毒感染及其机制(如下图)。解决了长期以来,对昆虫如何识别病毒感染进而诱发诱导性广谱抗病毒机制这一问题的困惑。对于昆虫传播病毒的防治,比如登革热和寨卡病毒等以及抗病毒免疫发生演化等都具有非常重要的意义。

广州医科大学广州霍夫曼免疫研究所/基础医学院为这两篇文章的共同完成单位。在第一篇中,免疫所蔡华博士和法国国家科研中心分子细胞生物学研究所所长,免疫所特聘教授Jean Luc Imler教授以及丹麦Rune Hartmann教授为论文的共同通讯作者。共同作者中还包括霍夫曼免疫研究所刘继勇副教授,艾贤龙博士后,以及研究生陈裕强,李莉华,魏子明和邓慧敏等。第二篇文章中,美国哈佛医学院Philip J. Kranzusch教授为论文通讯作者,共同作者中包括Jean Luc Imler教授,蔡华博士以及其团队成员。该研究得到了广州医科大学,国家“高等学校学科创新引智计划”,国家自然科学基金,科技部重点研发计划,广东省海外名师,法国国家科研中心等资助。


文章地址:

https://doi.org/10.1038/s41586-021-03743-5

https://doi.org/10.1038/s41586-021-03800-z


Jean-Luc Imler/蔡华实验室供稿


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