轉錄組分析揭示CyHV-3抗性鯉魚(yú)品系的免疫機制

現如今，轉錄組學(xué)研究范圍幾乎覆蓋全部的研究領(lǐng)域，包括農林領(lǐng)域，畜牧業(yè)，海洋水產(chǎn)，生物醫藥，環(huán)境科學(xué)，已經(jīng)成為生物科技研究的必備利器。轉錄組學(xué)在農學(xué)領(lǐng)域有五大黃金應用方向：生長(cháng)發(fā)育、脅迫響應、免疫互作、突變表型、品質(zhì)研究，其中生長(cháng)發(fā)育和脅迫響應研究項目所占比例最多。隨著(zhù)三代全長(cháng)測序技術(shù)的出現（如PacBio），轉錄組研究?jì)热葑兊秘S富多彩。通過(guò)全長(cháng)轉錄組測序，我們不僅可以獲得全長(cháng)序列，還可進(jìn)行可變剪切、APA、融合基因，新基因的研究，大大豐富了研究?jì)热?，提高了論文的質(zhì)量。

對于無(wú)參物種、基因組組裝或注釋不完善的物種，用普通的二代無(wú)參轉錄測序，我們將會(huì )獲得不好的轉錄本序列信息，注釋和定量結果。對于這種情況，我們可以采用PacBio單樣本全長(cháng)轉錄組方案設計模式，利用三代獲得全長(cháng)轉錄本庫，作為二代數據的參考基因組使用，大大提升了數據質(zhì)量。接下來(lái)小編給大家解讀兩篇鯉魚(yú)應對脅迫反應機制的成功案例，從實(shí)驗方案設計，分析內容，發(fā)表文章IF分數，我們可以充分了解到三代PacBio測序的優(yōu)勢。

英文標題：IntegrativeTranscriptomicAnalysisRevealstheImmuneMechanismfora CyHV-3-ResistantCommonCarpStrain

中文標題：轉錄組分析揭示CyHV-3抗性鯉魚(yú)品系的免疫機制

發(fā)表雜志：Frontiersinimmunology.2021

影響因子：7.561

合作單位：中國水產(chǎn)科學(xué)院黑龍江水產(chǎn)研究所

DOI：10.3389/fimmu.2021.687151

材料：德國鏡鯉G4：CyHV-3抗性篩選后的第四代，G4（實(shí)驗組）和非抗病育種品系（對照組）用于病毒脅迫。

實(shí)驗方法：將患病魚(yú)內臟勻漿溶液添加到水箱中，從而誘導CyHV-3感染兩個(gè)品系。

測序策略：Illumina測序：實(shí)驗組和對照組分別取病毒刺激后第0天和第7天，獲得前腎樣本，每組3個(gè)生物學(xué)重復。PacBio全長(cháng)測序：取肝臟、脾臟和腎臟的混合物，各兩生物學(xué)重復。

研究背景

鯉魚(yú)皰疹病毒-3（CyHV-3）感染是鯉魚(yú)養殖的主要威脅，可導致鯉魚(yú)大量的死亡。CyHV-3可通過(guò)削弱宿主的免疫系統而使其死亡，導致其對病原微生物易感性，并可能在感染后6至10天內出現發(fā)病和死亡。感染CyHV-3后存活下來(lái)的鯉魚(yú)可以抵抗這種病毒未來(lái)的感染。由于CyHV-3在鯉魚(yú)中存在潛伏期和持續性攜帶期，遺傳背景對于了解對病毒的耐藥性至關(guān)重要。德國鏡鯉品系G4是中國廣泛栽培的鯉魚(yú)品系，但因CyHV-3病毒引起高死亡率。然而目前在研究抗CyHV-3免疫機制的詳細免疫系統網(wǎng)絡(luò )方面，還缺乏系統的研究。最近的研究表明，lncRNAs在不同類(lèi)型病原體感染時(shí)的廣泛差異表達，表明lncRNAs在魚(yú)類(lèi)免疫反應中起著(zhù)關(guān)鍵作用。然而，在CyHV-3感染期間，鯉魚(yú)體內的特異性L(fǎng)ncRNA對免疫反應的調節尚未被研究。第三代測序（如PacBio）可以解碼比第二代測序方法（如Illumina）更長(cháng)的基因序列，包括mRNA和非編碼RNA在內的更高質(zhì)量的轉錄本組裝，可能提供對遺傳抗性機制的更詳細理解。在本研究中，為了揭示鯉魚(yú)抗CyHV3育種中涉及的免疫機制，使用圖1所示的策略，對CyHV-3激發(fā)期間的mRNA和長(cháng)非編碼RNA（lncRNA）進(jìn)行了整合轉錄組學(xué)分析。對來(lái)自繁殖品系或非繁殖品系的存活鯉魚(yú)和健康對照鯉魚(yú)的免疫相關(guān)轉錄本進(jìn)行了分析。

研究?jì)热?/b>

在CyHV-3感染后第0天和第7天提取鯉魚(yú)頭腎組織，并通過(guò)Illumina和PacBio測序分析轉錄組。在對涉及的GOterm和KEGG途徑進(jìn)行分析。加權基因共表達網(wǎng)絡(luò )分析用于揭示lncRNA對免疫基因的調節。結果表明，繁殖鯉魚(yú)品系通過(guò)一種特定的先天免疫機制對CyHV-3感染產(chǎn)生了顯著(zhù)的抗性,主要的生物學(xué)過(guò)程是自噬、吞噬、細胞毒性和凝集素和MUC3阻斷病毒。此外，還有免疫抑制信號途徑，如IL21R對STAT3的抑制，PI3K介導的感染時(shí)多巴胺對炎癥的抑制，以及NLRC3在穩定狀態(tài)下對STING的抑制。從非抗性品系中還發(fā)現了CyHV-3的可能易感因素，如ITGB1、TLR18和CCL4。本研究結果還表明，LncRNA調節的Nramp和PAI分別促進(jìn)病毒感染和感染細胞的增殖，而T細胞白血病同源框3(TLX3），以及l(fā)ncRNA的半乳糖凝集素3可能在抗病制中發(fā)揮作用。因此，免疫遺傳不敏感或易受CyHV-3感染的免疫因子已被揭示。