エビ類におけるクラスティン類似遺伝子の分子的・機能的多様性

Molecular and Functional Diversity of Crustin-Like Genes in the Shrimp .

• Shihao Li
• Xinjia Lv
• Yang Yu
• Xiaojun Zhang
• Fuhua Li

抄録

クラスティンは、甲殻類のカチオン性システインに富む抗菌ペプチドであり、カルボキシル末端にホエイ酸性タンパク質（WAP）ドメインを1つまたは2つ有し、主に抗菌活性および／またはプロテアーゼ阻害活性を示す。ここでは、ゲノムおよびトランスクリプトームスクリーニングを行い、.NETの完全長crustin様コード化遺伝子34個を同定した。推定された成熟ペプチドの多重配列解析により、これらのクラスティン様遺伝子は、Ia型10個、Ib型2個、Ic型1個、IIa型11個、IIb型3個、III型4個、IV型1個、VI型1個、VII型1個を含むことが明らかになった。これらの推定地殻類は、異なるグループに分類された。そのドメイン構成を考慮した系統解析の結果、甲殻類の異なるタイプのクラスティン様遺伝子は、配列の挿入、重複、欠失、アミノ酸置換とともにWAPコア領域に由来する可能性があることが示された。組織分布解析の結果、ほとんどのクラスティン様遺伝子は主に免疫関連組織で検出され、いくつかのクラスティン様遺伝子は組織特異的な発現パターンを示すことが示唆された。15種類のクラスティン様遺伝子を定量PCR解析したところ、そのほとんどが白斑症候群ウイルス（WSSV）感染後に発現が上昇していることが明らかになった。また、主に卵巣で発現しているタイプIbのクラスティン様遺伝子は、胃袋期以前に最も高い発現レベルを示し、四肢芽期以降はほとんど検出されなかったことから、母体の免疫エフェクターであることが示唆された。今回のデータをまとめると、甲殻類における甲殻類の分子的・機能的多様性とその進化経路の可能性が明らかになった。

Crustins are crustacean cationic cysteine-rich antimicrobial peptides that contain one or two whey acidic protein (WAP) domain(s) at the carboxyl terminus and mainly show antimicrobial and/or proteinase inhibitory activities. Here, we performed genome and transcriptome screening and identified 34 full-length crustin-like encoding genes in . Multiple sequence analysis of the deduced mature peptides revealed that these putative crustins included 10 type Ia, two type Ib, one type Ic, 11 type IIa, three type IIb, four type III, one type IV, one type VI, and one type VII. These putative crustins were clustered into different groups. Phylogenetic analysis, considering their domain composition, showed that different types of crustin-like genes in crustaceans might be originated from the WAP core region, along with sequence insertion, duplication, deletion, and amino acid substitution. Tissue distribution analysis suggested that most crustin-like genes were mainly detected in immune-related tissues while several crustin-like genes exhibited tissue-specific expression patterns. Quantitative PCR analysis on 15 selected crustin-like genes showed that most of them were apparently upregulated after or white spot syndrome virus (WSSV) infection. One type Ib crustin-like gene, mainly expressed in the ovary, showed the highest expression levels before the gastrula stage and was hardly detected after the limb bud stage, suggesting that it was a maternal immune effector. Collectively, the present data revealed the molecular and functional diversity of crustins and their potential evolutionary routes in crustaceans.