Functional characterization of pacific white shrimp litopenaeus vannamei heat shock protein 90 in response to white spot syndrome virus infection - Warumporn Yingsunthonwattana (Chulalongkorn University, 2023)
โปรตีนฮีทช็อค เป็นโปรตีนแชเพอโรนของโฮสต์ ซึ่งถูกไวรัสนำมาใช้เพื่ออำนวยความสะดวกในขั้นตอนต่างๆ ของการติดเชื้อ ในการศึกษานี้พบว่าโปรตีนฮีทช็อค 90 (LvHSP90) ของกุ้งขาว Litopenaeus vannamei เป็นโปรตีนที่ตอบสนองต่อไวรัสตัวแดงดวงขาว (white spot syndrome virus; WSSV) โดยหลังจากการติดเชื้อไวรัส WSSV มีการสะสม LvHSP90 เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญทั้งในระดับการลอกรหัส (transcription) และการแปลรหัส (translation) การยับยั้งการแสดงออกของ LvHSP90 ช่วยลดการติดเชื้อ WSSV ได้อย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งสอดคล้องกับการลดลงของยีนที่เกี่ยวข้องกับการติดเชื้อไวรัส WSSV เช่น immediate-early genes และ DNA polymerase ในทางกลับกันการฉีดกุ้งด้วยไวรัส WSSV ที่ได้รับการบ่มร่วมกับรีคอมบิแนนท์โปรตีนฮีทช็อค 90 (rLvHSP90) ช่วยให้การติดเชื้อ WSSV เพิ่มขึ้น โดยแสดงให้เห็นจากการเพิ่มขึ้นของอัตราการตายสะสมในกุ้งและปริมาณไวรัส เพื่อที่จะทำความเข้าใจเพิ่มเติมเกี่ยวกับกลไกที่ LvHSP90 ใช้ส่งเสริมการติดเชื้อ WSSV เราได้ทำyeast two-hybrid assay และ co-immunoprecipitation พบว่า LvHSP90 มีปฏิสัมพันธ์ร่วมกับโปรตีนต้านอะพอพโทซิสของไวรัส WSSV322 ซึ่งการยับยั้งการแสดงออกร่วมกันของทั้ง LvHSP90 และ WSSV322 ทำให้มีการเพิ่มจำนวนเซลล์เม็ดเลือดกุ้งที่เกิดอะพอพโทซิสอย่างมีนัยสำคัญ เมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุม ซึ่งแสดงให้เห็นโดยการใช้เทคนิคย้อมสี Hoechst 33342 ย้อมสี annexin V/PIและทดสอบแอคติวิตีของ caspase 3/7 นอกจากนี้ การยับยั้งการแสดงของ LvHSP90 และ WSSV322 เหนี่ยวนำให้เกิดอะพอพโทซิสของเซลล์ผ่านทางไมโตคอนเดรีย ซึ่งนำไปสู่การแสดงออกของโปรอะพอพโทติค (bax) ขณะเดียวกันการแสดงออกของโปรตีนต่อต้านอะพอพโทติค (bcl, Akt) ก็ลดลง รวมถึงมีการปล่อย ไซโตโครม c (CytC) และลดศักย์ไฟฟ้าของเยื่อหุ้มเซลล์ไมโตคอนเดรีย (MMP) ทำให้มีการกระตุ้นแอคติวิตีของ caspase 3/7 ผลการทดลองเหล่านี้ ชี้ให้เห็นว่า LvHSP90 มีบทบาทที่สำคัญในการสนับสนุนการติดไวรัส WSSV โดยการมีปฏิสัมพันธ์กับ WSSV322 เพื่อยับยั้งอะพอพโทซิสของเซลล์โฮสต์ นอกจากนี้ รายงานก่อนหน้านี้ยังแสดงให้เห็นว่าการที่สัตว์น้ำสัมผัสกับความร้อนที่ไม่ทำให้ถึงแก่ชีวิต (NLHS) สามารถกระตุ้นการป้องกันการติดเชื้อแบคทีเรียและไวรัสได้ โดยการเหนี่ยวนำการแสดงออกของ HSP90 ดังนั้น เราจึงศึกษาซิงเกิลนิวคลีโอไทด์โพลีมอร์ฟิซึม (Single-nucleotide polymorphisms) หรือสนิป (SNPs) ของ HSP90 ในอาร์ทีเมียระหว่างสองกลุ่มประชากรที่ได้รับการคัดเลือกพันธุ์ในระยะยาว 12 รุ่น โดยเป็นประชากรกลุ่มที่มีความทนทานต่อความร้อน (TF12) และประชากรกลุ่มควบคุม (CF12) เราตรวจพบสนิปจำนวน 9 ตำแหน่งใน ArHSPs ได้แก่ ArHSP90 (177T/C, 467C/T, 503T/C, 974A/G, 1277A/G และ 1317A/C), p26 (183T/C), ArHSP22 (129T/C) และ ArHSP10 (181T/ C) อย่างไรก็ตาม จีโนไทป์ของสนิปในตำแหน่ง 974A/G แสดงให้เห็นว่า ไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในระหว่างประชากรสองกลุ่ม (χ2, P > 0.05) แต่เรายังเสนอเพิ่มเติมว่าสนิปในตำแหน่งอื่นๆของ ArHSPs อาจจะสัมพันธ์กับการทนต่อความเครียดจากความร้อน และสามารถใช้เป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพสำหรับการคัดกรองอาร์ทีเมียที่ทนต่อความร้อนได้