最全面的AHPNS研究梳理

一醉千年

本文來自中國水產(chǎn)頻道版主胡路怡

事情的真相只有一個，但真相卻有很多個側面，探索真相的過程如同盲人摸象，剛開始每個人看到的側面可能有所不同，但隨著探索的深入，大家的觀察面逐步擴大，越來越多的共同點被逐一挖掘，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”見證了EMS研究歷史的里程碑，來自全球的行業(yè)科學家歷經(jīng)三年的探索，改變以往研討會上各抒己見鮮有共識的狀況，首次展示出了前沿學術成果的交集。諸多研究團隊的零碎研究結論被縫合成一個整體，而縫合這些碎片的“繡花針”是臺灣成功大學羅竹芳教授及其團隊。

  自去年Lightner教授鑒定EMS病原為副溶血弧菌后，他的觀點遭到許多業(yè)內(nèi)人士的質(zhì)疑，最大的疑點在于Lightner教授無法對誘導AHPND的蛋白質(zhì)毒素做出合理的解釋。經(jīng)過反復樣品分析尋找差異基因，Lightner教授將兩個毒素基因PirA （Photorhabdus insect related, 發(fā)光桿菌昆蟲毒素關聯(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教授的感染實驗卻遇到了技術瓶頸：當帶毒質(zhì)粒從弧菌細胞內(nèi)移出后，弧菌細胞立刻死亡。

  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，但羅教授與國際科研單位建立了合作關系，在Lightner教授的研究基礎上發(fā)現(xiàn)了PVA-1質(zhì)粒的自殺基因機制（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)粒從弧菌細胞內(nèi)移除后，細胞質(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機理合理地解釋了Lightner教授遇到的技術瓶頸。對此問題，羅教授利用胞內(nèi)等位基因置換技術（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。一系類的感染實驗證實了PirAB就是誘導AHPND癥狀的毒素基因，其中PirA毒力較弱，PirB毒力更強。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基因有可能自由進出于其他微生物種類。

  為了研究PirAB兩種毒素相互作用的機理，羅教授團隊還原出了PirAB毒素蛋白的3D結構圖，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構。回顧中山大學海洋學院何建國院長曾在2014年蝦產(chǎn)業(yè)論壇上指出，中山大學發(fā)現(xiàn)了AHPNS病原中存在分泌昆蟲毒素的細菌；中山大學的實驗表明蘇云金芽孢桿菌也能引起對蝦大量死亡，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，探索對蝦肝胰腺的PirAB毒素受體將是研究的方向之一。國際科研單位之間建立合作關系有助于提升科技對產(chǎn)業(yè)的貢獻，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，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理，羅教授團隊還原出了PirAB毒素蛋白的3D結構圖，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