ジコンホタテ貝のBcl-2ファミリー蛋白質遺伝子の同定と機能解析

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Fish Shellfish Immunol..2015 May;44(1):147-55. S1050-4648(15)00064-9. doi: 10.1016/j.fsi.2015.02.011.Epub 2015-02-17.

ジコンホタテ貝のBcl-2ファミリー蛋白質遺伝子の同定と機能解析

Identification and functional characterization of two Bcl-2 family protein genes in Zhikong scallop Chlamys farreri.

Haigang Qi
Guoying Miao
Li Li
Huayong Que
Guofan Zhang

PMID: 25700786 DOI: 10.1016/j.fsi.2015.02.011.

抄録

アポトーシスは、恒常性維持、免疫防御、発生に重要な役割を果たしている。Bcl-2ファミリー蛋白質は、内在性アポトーシスの重要な制御因子である。本研究では、Bcl-2様遺伝子（CfBcl-2と命名）とBax様遺伝子（CfBaxと命名）をZhikongホタテ貝Chlamys farreriから同定した。CfBcl-2 cDNAの全長は944ヌクレオチド(nt)で、4つのBcl-2相同性ドメインを含む225アミノ酸残基(aa)のタンパク質をコードし、CfBax cDNAの全長は505ntで、115aaのタンパク質をコードし、3つのBcl-2 BHドメインを含む。配列解析および系統解析により、CfBcl-2およびCfBaxは、対応するBcl-2関連タンパク質の典型的なドメイン構成を示し、他の軟体動物のそれらの同族体とより類似し、かつクラスター化されていることが示された。この2つの遺伝子はC. farreriの6つの組織でユビキタスに発現しており、CfBcl-2の発現量が最も高いのは内転筋で、CfBaxの発現量が最も高いのは鰓であった。CfBcl-2とCfBaxの血球中での発現は、ホタテの大気曝露、リポ多糖類の注入、急性ウイルス性壊死性疾患ウイルスの感染を経て、いずれも有意に上昇しており、3つの処理後の2つの遺伝子の発現パターンは、変化の大きさと上昇期間が異なっていた。酵母の二種混合アッセイにより、CfBcl-2とCfBaxタンパク質との直接的な相互作用が明らかになった。これらの結果は、CfBcl-2とCfBaxがアポトーシスに基づくストレスや免疫応答に関与している可能性を示唆している。

Apoptosis plays significant roles in maintenance of homeostasis, immune defense and development. The Bcl-2 family proteins are important regulators of the intrinsic apoptosis. In the study, we have characterized a Bcl-2-like gene (named CfBcl-2) and a Bax-like gene (named CfBax) from the Zhikong scallop Chlamys farreri. The full-length of the CfBcl-2 cDNA is 944 nucleotides (nt) encoding a putative protein of 225 amino acid residues (aa) that contains four Bcl-2 homology (BH) domains, and the CfBax cDNA is 505 nt encoding a putative protein of 115 aa that contains three Bcl-2 BH domains. Sequence and phylogenetic analysis demonstrate that CfBcl-2 and CfBax present typical domain organization of the corresponding Bcl-2 related proteins and are more similar and clustered with their homologues of other molluscs. The two genes are ubiquitously expressed in six tissues of C. farreri, with the highest expression level of CfBcl-2 in adductor muscle and highest expression level of CfBax in gill. The expressions of CfBcl-2 and CfBax in hemocytes were both significantly up-regulated after an in vivo exposure of scallops to air, injection with lipopolysaccharide and infection with acute viral necrobiotic disease virus, and the expression patterns of the two genes after the three treatments vary in different change magnitude and up-regulation timespan. Yeast two-hybrid assay reveals a direct interaction between the CfBcl-2 and CfBax proteins. These results indicate that the CfBcl-2 and CfBax may participate in the apoptosis-based stress and immune responses against noxious stimulation.