MrN-VLP รุ่นดั้งเดิม (V0-) ได้รับการปรับโครงสร้างภายในด้วยเปปไทด์ RBD (V1-) และ 10R (V2-) ซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถในการบรรจุ VP37-dsRNA ผลการป้องกันการติดเชื้อ WSSV จากการให้กุ้งอาหารที่บรรจุ dsRNA พร้อมกับ V1-/V2-MrN-VLP ได้รับการพิสูจน์ทางการทดลองว่ามีประสิทธิภาพในการป้องกันการติดเชื้อไวรัสตัวแดงดวงขาวอย่างชัดเจน

ชื่องานวิจัย ภาษาไทย

การปรับโครงสร้างภายในของอนุภาคลักษณะคล้ายไวรัส Macrobrachium rosenbergii ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการบรรจุ VP37-dsRNA เพื่อป้องกันการติดเชื้อไวรัสตัวแดงดวงขาวในกุ้ง

ที่มาและความสำคัญ

การปรับแต่งอนุภาคไวรัสเสมือน MrNV-VLPให้สามารถบรรจุกรดไรโบนิวคลีอิกสายคู่ (Double-stranded RNA, dsRNA) จะสามารถควบคุมการติดเชื้อไวรัสตัวแดงดวงขาวในกุ้งขาวได้หรือไม่

Abstract

Background

Application of a virus-like particle (VLP) as a nanocontainer to encapsulate double stranded (ds)RNA to control viral infection in shrimp aquaculture has been extensively reported. In this study, we aimed at improving VLP’s encapsulation efficiency which should lead to a superior fighting weapon with disastrous viruses.

Results

We constructed 2 variants of chimeric Macrobrachium rosenbergii nodavirus (MrNV)-like particles (V1- and V2-MrN-VLPs) and tested their efficiency to encapsulate VP37 double stranded RNA as well as WSSV protection in P. vannamei. Two types of short peptides, RNA-binding domain (RBD) and deca-arginine (10R) were successfully engineered into the interior surface of VLP, the site where the contact with VP37-dsRNA occurs. TEM and dynamic light scattering (DLS) analyses revealed that the chimeric VLPs remained their assembling property to be an icosahedral symmetric particle with a diameter of about 30 nm, similar to the original MrN-VLP particle. The superior encapsulation efficiency of VP37-dsRNA into V2-MrN-VLP was achieved, which was slightly better than that of V1-MrN-VLP but far better (1.4-fold) than its parental V0-MrN-VLP which the mole ratio of 7.5–10.5 for all VLP variants. The protection effect against challenging WSSV (as gauged from the level of VP37 gene and the remaining viral copy number in shrimp) was significantly improved in both V1- and V2-MrN-VLP compared with an original V0-MrN-VLP template.

Conclusion

MrN-VLP (V0-) were re-engineered interiorly with RBD (V1-) and 10R (V2-) peptides which had an improved VP37-dsRNA encapsulation capability. The protection effect against WSSV infection through shrimp administration with dsRNA + V1-/V2-MrN VLPs was experimentally evident.

KEYWORDS: MrN-Virus-like particle, WSSV, dsRNA, VP37

Citation: Muikham I, Thongsum O, Jaranathummakul S, Watthammawut A, Chotwiwatthanakun C, Jariyapong P, Weerachatyanukul W. Interior modification of Macrobrachium rosenbergii nodavirus-like particle enhances encapsulation of VP37-dsRNA against shrimp white spot syndrome infection. BMC Veterinary Research 2024, 20:91.
DOI: https://doi.org/10.1186/s12917-024-03936-w

RELATED SDGs:

14. LIFE BELOW WATER

SDG Goal ที่เกี่ยวข้องอื่น ๆ

8. DECENT WORK AND ECONOMIC GROWTH

ผู้ให้ข้อมูล: รองศาสตราจารย์ ดร.สมลักษณ์ อสุวพงษ์พัฒนา
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: รองศาสตราจารย์ ดร.วัฒนา วีรชาติยานุกูล
ชื่อนักศึกษาที่ทำวิจัย: นายอิศเรศ มุยคำ นางสาวอรวรรณ ทองสุม นายสมคิด จรณธรรมกุล
แหล่งทุนวิจัย: This research was financially supported by National Research Council of Thailand, Thailand (NRCT5-RSA63019-05 to PJ and NRCT5-RSA63015-02 to WW).
Webmaster: ว่าที่ ร.อ. นเรศ จันทรังสิกุล

บทบาทของ mannose receptor ในการจับกับอนุภาคไวรัสลักษณะคล้าย IHHNV (Infectious hypodermal and haematopoietic necrosis virus-like particle, IHHN-VLP) เกี่ยวข้องกับภูมิคุ้มกันที่ถูกกระตุ้นในกุ้งขาว Peneaus vannamei โดยยีนที่เกี่ยวข้องกับเปปไทด์ต้านจุลชีพ (Antimicrobial peptides, AMPs) เช่น เพนนาอีดิน 3 (Penaeidin 3) และครัสติน (Crustin) เพิ่มการแสดงออกอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งน่าจะเป็นกลไกการป้องกันไวรัสในกุ้ง

ชื่องานวิจัย ภาษาไทย

การจับกันระหว่างอนุภาคไวรัสเสมือน Infectious Hypodermal and Hematopoietic Necrosis Virus กับตัวรับแมนนโนสกระตุ้นการตอบสนองต้านจุลชีพในเนื้อเยื่อที่เกี่ยวข้องกับภูมิคุ้มกันของกุ้งขาว Penaeus vannamei

ที่มาและความสำคัญ

การใช้อนุภาคเสมือนไวรัส IHHNV-VLP ที่จับกับตัวรับแมนโนส สามารถกระตุ้นภูมิคุ้มกันในกุ้งขาวได้

Abstract

Mannose receptor (MR) is a transmembrane protein and a type of pattern-recognition receptor (PRR) that plays a critical role in the immunity of mammals and fish. In this study, we examined the role of MR in binding with infectious hypodermal and haematopoietic necrosis virus-like particle (IHHN-VLP) and the downstream immune pathway that it triggers in the shrimp Peneaus vannamei. Upon IHHN-VLP challenge, transcripts of MR in P. vannamei (PvMR) increased significantly in all examined tissues, particularly those related to shrimp immunity, including hemocyte, hepatopancreas and gill tissues. Specifically, IHHN-VLP bound to the 34-kDa PvMR protein in shrimp-tissue extracts. Immunohistochemistry results of hemocytes showed that PvMR was initially localised on the plasma membrane but later internalised and dispersed throughout the cytoplasm after IHHN-VLP administration. Binding between IHHN-VLP and PvMR also induced significant upregulation of genes for the antimicrobial peptides (AMPs) penaeidin 3 and crustin, presumably to protect the shrimp against the viral infection. However, knocking down PvMR resulted in down-regulation of all immune-related genes examined. Overall, as an immune-related PRR, PvMR serves as a receptor for invading viruses, which then trigger the expression of AMPs. Strategic designs using PvMR could be developed to either block the interaction of native virus with the host cells or provoke its up-regulation to enhance shrimp immunity, which could open up opportunities to fight against IHHNV infection in shrimp.

KEYWORDS: antimicrobial innune response, C-type lectin, infectious hypodermal and hematopoietic necrosis virus-like particle, mannose receptor

Citation: Weerachatyanukul W, Pooljun C, Chotwiwatthanakun C, Jariyapong P. Binding of infectious hypodermal and hematopoietic necrosis virus-like particles to mannose receptor stimulates antimicrobial response in immune0related tissues of Peneaus vannamei. J Fish Diseases 2024, 0:e14051
DOI: https://doi.org/10.1111/jfd.14051

RELATED SDGs:

14. LIFE BELOW WATER

SDG Goal ที่เกี่ยวข้องอื่น ๆ

8. DECENT WORK AND ECONOMIC GROWTH

ผู้ให้ข้อมูล: รองศาสตราจารย์ ดร.สมลักษณ์ อสุวพงษ์พัฒนา
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: รองศาสตราจารย์ ดร.วัฒนา วีรชาติยานุกูล
แหล่งทุนวิจัย: This research was financially supported by National Research Council of Thailand, Thailand (NRCT5-RSA63019-05 to PJ and NRCT5-RSA63015-02 to WW).
Webmaster: ว่าที่ ร.อ. นเรศ จันทรังสิกุล

นักวิทยาศาสตร์สามารถจำลองการแบ่งตัวและการเพิ่มจำนวนของไวรัสได้ในระบบเพาะเลี้ยงกับเซลล์แมลง ซึ่งมีข้อดีในการเพิ่มจำนวนไวรัสได้จำนวนมาก ผู้วิจัยจึงได้นำระบบเพาะเลี้ยงดังกล่าวมาใช้ในการผลิตและเพิ่มจำนวนไวรัส MrNV ในเซลล์แมลง S2 โดยการจำลองการติดเชื้อเข้าไปในเซลล์ S2 เป็นเวลา 24 ชั่วโมง เพื่อเก็บน้ำเพาะเลี้ยงเซลล์ที่มีอนุภาคไวรัส MrNV ที่ถูกปลดปล่อยออกมา แล้วนำเชื้อดังกล่าวมาทดสอบการติดเชื้อในเซลล์ S2 ใหม่อีกรอบ เพื่อทดสอบความสามารถของไวรัสในการติดเชื้อซ้ำ พบว่ามีการปรากฏของไวรัสใหม่ในเซลล์ S2 และก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของเซลล์เช่นเดียวกับไวรัสในธรรมชาติ นอกจากนี้ หากมีการฉีดเชื้อเข้าไปในกุ้งแชบ๊วย (P. merguiensis) จะก่อให้เกิดอาการกล้ามเนื้อขาวภายใน 24 ชั่วโมง และเกิดการลดลงของจำนวนเม็ดเลือดในช่วง 6-24 ชั่วโมงก่อนที่กลับมาเป็นปกติภายใน 48 ชั่วโมง รวมถึงการเพิ่มจำนวนยีนที่เกี่ยวข้องกับภูมิคุ้มกันกุ้ง เช่น ยีน HSP70 และยีน trypsin เป็นต้น จึงสรุปได้ว่า เราสามารถสร้างไวรัส MrNV ในระบบเพาะเลี้ยงเซลล์แมลง S2 เพื่อนำมาใช้ประโยชน์ต่อไปในการศึกษากลไกการติดเชื้อ และพัฒนาต่อยอดในการหายุทธวิธีในการยับยั้ง/รักษาโรคติดเชื้อไวรัสในกุ้งต่อไป

ชื่องานวิจัยภาษาไทย

การทดสอบการติดเชื้อและความรุนแรงของไวรัสโนดาจากกุ้งก้ามกรามที่ผลิตจากเซลล์แมลงหวี่เมลาโนกาลเตอร์ และการทดสอบการติดเชื้อในกุ้งแชบ๊วย

Abstract

It has been established that baculovirus-insect cell line is applicable for shrimp virus replication, propagation and secretion in the in vitro culture system. We thus aimed to produce Macrobrachium rosenbergii nodavirus (MrNV) clone within S2 cell to improve viral production over the previous model using Sf9 cell. Upon the transfection of genomic RNA1 and RNA2 into S2 cells, the recognizable cellular changes including cytoplasmic swelling and clumping of cells were observed within 24 h. The culture media containing secreted MrNV particles were re-transfected into healthy S2 cells and similar cellular changes as with the first transfection were observed. Immunohistochemistry analysis of the re-infecting S2 cell revealed an intense immunoreactivity against MrNV capsid protein confirming that S2 cell was permissive cells for MrNV. In vivo infectivity test using P. merguiensis as a model animal exposed to the secreted MrNV revealed the presence of RNA2 fragment in shrimp tissue accompanied with the sign of whitish abdominal muscle at 24 h post-infection (p.i.). In addition, the number of shrimp hemocytes decreased at 6–24 h p.i. and returned to the normal level at 48 h p.i., whereas a significant up-regulation of immune-related genes including HSP70 and trypsin was noted. These data suggested that rescued MrNV produced in S2 is practically useful for MrNV infection test in which their natural virion inoculae are difficult to obtain. In addition, the molecular basis of viral pathogenesis can further be investigated which should be beneficial for any antiviral therapy developments in the future.

ที่มาและความสำคัญ

การหาระบบการเพาะเลี้ยงไวรัสให้ได้ปริมาณมากๆจากเซลล์แมลงหวี่ โดยที่ไวรัสยังมีคุณสมบัติและความรุนแรงในการก่อโรคเท่ากับไวรัสธรรมชาติ

KEYWORDS: Drosophila melanogaster, Immune system, Macrobrachium rosenbergii nodavirus, Penaeus merguiensis

Citation:

Weerachatyanukul W, Pooljun C, Hirono I, Chotwiwatthanakun C, Jariyapong P. Infectivity and virulence of the infectious Macrobrachium rosenbergii nodavirus produced from Drosophila melanogaster cell using Penaeus merguiensis as an infection model. Fish Shellfish Immunol. 2023 Jan;132:108474. doi: 10.1016/j.fsi.2022.108474. Epub 2022 Dec 5. PMID: 36481289.

RELATED SDGs:

SDG Goal หลัก ที่เกี่ยวข้อง

2. ZERO HUNGER

SDG Goal ที่เกี่ยวข้องอื่น ๆ

8. DECENT WORK AND ECONOMIC GROWTH

ผู้ให้ข้อมูล: รองศาสตราจารย์ ดร.วัฒนา วีรชาติยานุกูล
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: รองศาสตราจารย์ ดร.วัฒนา วีรชาติยานุกูล
แหล่งทุนวิจัย: National Research Council of Thailand (Grant No. NRCT5-RSA63019-05 to PJ and NRCT5-RSA63015-02 to WW)
ภาพถ่าย: รองศาสตราจารย์ ดร.วัฒนา วีรชาติยานุกูล

ในการศึกษานี้ผู้วิจัยได้ทำการบรรจุสารพันธุกรรมชนิดดีเอ็นเอสายคู่ (ขนาด 3.9 กิโลเบส) เข้าไปในบรรจุภัณฑ์นาโน (VLP) ที่พัฒนามาจากไวรัสกุ้ง IHHNV และเปรียบเทียบการเปลี่ยนแปลงของผิวไวรัสที่บรรจุและไม่บรรจุดีเอ็นเอ ผู้วิจัยพบว่า IHHNV-VLP สามารถบรรจุดีเอ็นเอขนาดใหญ่ได้ประมาณ 30-40% โดยมีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของเปลือกหุ้มไวรัสอย่างมาก โดยมีเปลือกผิวด้านในหนาขึ้นมากถึง 1.5 เท่า ซึ่งเชื่อว่าเกิดจากการปฏิสัมพันธ์ระหว่างเปลือกหุ้มภายในและสารดีเอ็นเอที่ถูกบรรจุทำให้เกิดปุ่มนูนจำนวนมากบริเวณผิวชั้นใน การเปลี่ยนแปลงของเปลือกหุ้มภายนอก จะสังเกตเห็นการบิดตัวของอนุภาคแท่งโดยรอบแบบทวนเข็มนาฬิกาบริเวณ 5-fold (ที่มีลักษณะคล้ายยอดภูเขา) ก่อให้เกิดการเปิดกว้างของปล่องที่หลายยอดภูเขา ซึ่งเชื่อว่ามีผลต่อการนำเข้า หรือส่งออกสารพันธุกรรมของไวรัสในขณะที่มีการจำลองตัวเองขึ้นใหม่ อย่างไรก็ดี กระบวนการเปลี่ยนแปลงนี้จะเหมือนกับการจำลองตัวเองของไวรัสที่เกิดขึ้นในธรรมชาติหรือไม่ยังต้องได้รับการศึกษาต่อไป แต่การบรรจุดีเอ็นเอที่มีขนาดใหญ่เข้าไปในบรรจุภัณฑ์นาโน IHHNV-VLP จะนำไปสู่การประยุกต์ใช้การดัดแปลงพันธุกรรมด้วยยีนชนิดต่าง ๆ ที่มีผลในการหยุดยั้งการติดเชื้อและแพร่กระจายของไวรัสในเซลล์กุ้ง

ชื่องานวิจัยภาษาไทย

การเปลี่ยนแปลงของเปลือกอานุภาคเสมือนในไวรัส IHHNV หลังจากบรรจุดีเอ็นเอสายคู่

Abstract

In this study, we aimed to encapsulate the sizable double-stranded DNA (dsDNA, 3.9 kbp) into a small-sized infectious hypodermal and hematopoietic necrosis virus-like particle (IHHNV-VLP; T = 1) and compared the changes in capsid structure between dsDNA-filled VLP and empty VLP. Based on our encapsulation protocol, IHHNV-VLP was able to load dsDNA at an efficiency of 30–40% (w/w) into its cavity. Structural analysis revealed two subclasses of IHHNV-VLP, so-called empty and dsDNA-filled VLPs. The three-dimensional (3D) structure of the empty VLP produced in E. coli was similar to that of the empty IHHNV-VLP produced in Sf9 insect cells. The size of the dsDNA-filled VLP was slightly bigger (50 Å) than its empty VLP counterpart; however, the capsid structure was drastically altered. The capsid was about 1.5-fold thicker due to the thickening of the capsid interior, presumably from DNA–capsid interaction evident from capsid protrusions or nodules on the interior surface. In addition, the morphological changes of the capsid exterior were particularly observed in the vicinity of the five-fold axes, where the counter-clockwise twisting of the “tripod” structure at the vertex of the five-fold channel was evident, resulting in a widening of the channel’s opening. Whether these capsid changes are similar to virion capsid maturation in the host cells remains to be investigated. Nevertheless, the ability of IHHNV-VLP to encapsulate the sizable dsDNA has opened up the opportunity to package a dsDNA vector that can insert exogenous genes and target susceptible shrimp cells in order to halt viral infection.

ที่มาและความสำคัญ

การบรรจุดีเอนเอสายคู่เข้าไปในอานุภาคไวรัสเสมือนจะช่วยป้องกันการติดเชื้อของไวรัสกุ้งในกุ้งได้ จึงต้องมีการศึกษาว่าผลของการบรรจุจะทำให้โครงสร้างของอานุภาคไวรัสกุ้งเปลี่ยนแปลงอย่างไร มีความสามารถบรรจุดีเอนเอสายคู่ได้ปริมาณเท่าไร

KEYWORDS: IHHNV, virus-like particles, dsDNA, encapsulation, capsid maturation

Citation:

Weerachatyanukul W, Kiatmetha P, Raksat P, Boonkua S, Thongsum O, Jariyapong P, Cjotwiwatthanakun, Ounjai P, Metlagel Z. Viral capsid change upon encapsulation of double-stranded DNA into an infectious hypodermic and hematopoietic necrosis virus-like particle. Viruses 2023, 15, 110. https://doi.org/10.3390/v15010110

RELATED SDGs:

SDG Goal หลัก ที่เกี่ยวข้อง

2. ZERO HUNGER

SDG Goal ที่เกี่ยวข้องอื่น ๆ

8. DECENT WORK AND ECONOMIC GROWTH

ผู้ให้ข้อมูล: รองศาสตราจารย์ ดร.วัฒนา วีรชาติยานุกูล
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: รองศาสตราจารย์ ดร.วัฒนา วีรชาติยานุกูล
ชื่อนักศึกษาที่ทำวิจัย: Supawich Boonkua, Orawan Thongsum
แหล่งทุนวิจัย: The National Research Council of Thailand (NRCT: Grant No. NRCT5-RSA 63015-02), the Royal Golden Jubilee (RGJ) Ph.D. Program, and the Thailand Research Fund (Grant No. PHD/0195/2553)
ภาพถ่าย: รองศาสตราจารย์ ดร.วัฒนา วีรชาติยานุกูล

อนุภาคเสมือนไวรัส (Virus-like particle, VLP) เป็นอนุภาคที่ไม่ก่อให้เกิดการติดเชื้อ เนื่องจากไม่มีจีโนมไวรัส และประกอบขึ้นมาจากหน่วยย่อยโปรตีนในรูปแบบซ้ำ ๆ ที่มีการเรียงตัวหนาแน่นจนกลายเป็นเปลือกหุ้มไวรัสที่มีคุณสมบัติดีเด่นในด้านกายภาพ และสามารถกระตุ้นภูมิคุ้มกันของกุ้งเพื่อป้องกันการติดเชื้อไวรัสได้เป็นอย่างดี ผู้วิจัยได้ทำการศึกษาชนิดของยีนที่เกี่ยวข้องกับภูมิคุ้มกันหลังจากการฉีดอนุภาคเสมือนไวรัส IHHNV ด้วยกรรมวิธี next generation sequencing จากเนื้อเยื่อเหงือก (gill) ของกุ้งแชบ๊วย (F. merguiensis) ผลการทดลองพบว่า มียูนิยีน (Unigene) ที่เพิ่มมากขึ้นจำนวน 326 ตัวในกุ้งที่ฉีดด้วย IHHNV-VLP และยีนที่เด่นที่สุดในตระกูลแอนตี้อ๊อกซิเดชั่นคือยีน peroxiredoxin (FmPrx) ถูกกระตุ้นภายในเวลา 6 ชั่วโมงหลังการฉีด คุณสมบัติของยีน FmPrx คือ มีลำดับเบสและกรดอะมิโนใกล้เคียงกันในกุ้งหลายชนิด และพบได้ในหลายเนื้อเยื่อของกุ้ง แสดงถึงหน้าที่ที่หลากหลายของยีนชนิดนี้ ผลของการฉีดกุ้งด้วย IHHNV-VLP มีผลในการกระตุ้นการทำงานของ FmPrx มากกว่า 2 เท่าของกุ้งที่ไม่ได้รับการฉีด และมีผลในการลดจำนวนไวรัสตัวแดงดวงขาว (WSSV) ที่มีการติดเชื้อตามมาทีหลังด้วยการฉีด ทำให้เชื่อว่า IHHNV-VLP สามารถกระตุ้นภูมิคุ้มกันของกุ้งได้ดีโดยเฉพาะยีนกลุ่ม Prx ที่เป็นส่วนหนึ่งของภูมิคุ้มกันจำเพาะ (innate immunity) ที่มีผลในการยับยั้งการติดเชื้อไวรัสของกุ้ง

ชื่องานวิจัยภาษาไทย

อนุภาคเสมือนไวรัสของเชื้อ IHHNV เหนี่ยวนำให้เกิดการปรากฎและการออกฤทธิ์ของ peroxiredoxin ในกุ้งแชบ๊วย

Abstract

Virus like particles (VLPs) are non-infectious nanoparticles containing repetitive, high density viral epitopes on the surface and can prevent viral infections in aquatic animals. Here, we evaluated the immuno-stimulation effect of infectious hypodermal and hematopoietic necrosis virus like particle (IHHNV-VLP) using a next generation sequencing in Fenneropenaeus merguiensis to identify the important immune-related genes that may prevent viral infection. The in situ target of IHHNV was predominantly found in gill tissue following IHHNV-VLP administration in juvenile shrimp. Comparative transcriptome analysis in the injected gills showed that there were 326 unigenes expressed differently than the mock-injected samples. One of the most differential genes between the two animal groups was the antioxidative gene, peroxiredoxin (FmPrx), that was up-regulated after 6 h post-VLP injection. Phylogenetic tree analysis showed that this gene could be found among many shrimp species and was closely clustered among Prx families. The expression of FmPrx was also detected in all tissues examined, thus suggesting the multi-functional roles of this gene in many tissues. Administration of IHHNV-VLP in vivo led to a significant increase in peroxidase activity in gill tissue—approximately two-fold versus control animals; the WSSV copy number was significantly reduced. These data suggest that IHHNV-VLP exerts an immune-stimulating effect by enhancing the level of immune-related genes including FmPrx and its corresponding peroxidase activity, which are a well-known part of the shrimp innate immune system.

ที่มาและความสำคัญ

การติดเชื้อโรคตัวพิการ (IHHNV) ในกุ้งก่อให้เกิดการสูญเสียมูลค่าทางเศรษฐกิจอย่างมาก การประยุกต์ใช้อานุภาคเสมือนไวรัสของเชื้อ IHHNV ทำให้เกิดการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับการต้านทานการติดเชื้อได้

KEYWORDS: Viruses-like particle, IHHNV, shrimp, peroxiredoxin, infection

Citation:

Weerachatyanukul W., Pooljun C., Hirono I., Kondo H., Chotwiwatthanakun C., Jariyapong P. Infectious hypodermic and hematopoietic necrosis virus-like particle (IHHNV-VLP) induces peroxiredoxin expression and activity in Fenneropenaeus merguiensis. Fish & Shellfish Immunology 2022, 121:53-61. https://doi.org/10.1016/j.fsi.2021.12.015

RELATED SDGs:

SDG Goal หลัก ที่เกี่ยวข้อง

2. ZERO HUNGER

SDG Goal ที่เกี่ยวข้องอื่น ๆ

8. DECENT WORK AND ECONOMIC GROWTH

ผู้ให้ข้อมูล: รองศาสตราจารย์ ดร.วัฒนา วีรชาติยานุกูล
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: รองศาสตราจารย์ ดร.วัฒนา วีรชาติยานุกูล
แหล่งทุนวิจัย: National Research Council of Thailand (Grant No. NRCT5-RSA63019-05 to PJ and NRCT5-RSA63015-02 to WW)
ภาพถ่าย: รองศาสตราจารย์ ดร.วัฒนา วีรชาติยานุกูล

การวิเคราะห์การมีอยู่ของโพลีเมอร์ที่เชื่อมต่อกันด้วย O-β(1,4)-GlcNAc polymers (β1,4GNP) ที่ยึดเหนี่ยวบน O-linked glycosylation ของ thrombospondin (pmTSP-II) เราพบว่ามี β1,4GNP จำนวน 5 ตัวที่เชื่อมอยู่บนโดเมนคล้ายโกรทแฟคเตอร์เนื้อเยื่อบุของ pmTSP-II การใช้แอนติบอดี้ต่อ O-β-GlcNAc (CTD110.6) เพื่อพิสูจน์การเชื่อมต่อของ β1,4GNP แบบเป็นสายหรือโครงสร้างซับซ้อน พบว่าแอนตี้บอดี้ทำปฏิกิริยากับการเรียงตัวของน้ำตาล 3, 4 และ 5 ตัวที่นำไปต่อเชื่อมกับไขมันของเยื่อหุ้มเซลล์ (phosphatidylethanolamine) นอกจากนี้ปฏิกิริยาของแอนนตี้บอดียังตรวจพบได้กับโครงสร้างที่ซับซ้อนของ β1,4GNP ภายใน pmTSP-II ที่มีน้ำหนักโมเลกุลมากกว่า 250 กิโลดัลตัน เมื่อนำไปทำให้โปรตีนสลายความซับซ้อนด้วยบัฟเฟอร์ SDS-PAGE ขนาดของ pmTSP-II อยู่ที่ 250 กิโลดัลตัน ซึ่งสูงกว่า 2.5 เท่าของการโปรตีน pmTSP-II ที่ลดกิ่งก้าน โดยมีน้ำหนักโมเลกุล 110 กิโลดัลตัน ซึ่งแสดงให้เห็นว่าน่าจะมีการต่อเชื่อมแบบอื่นที่มากกว่าการต่อเชื่อมด้วยไดซัลไฟล์เท่านั้น การยืนยันการต่อเชื่อมแบบอื่นทำด้วยการย่อยสลายไคตินบน pmTSP-II โปรตีน และพบมีแถบโปรตีนที่น้ำหนักโมเลกุล 110-170 กิโลดัลตัล และแถบโปรตีนนี้ทำปฏิกิริยากับแอนตีบอดี CTD110.6 และเมื่อย่อยด้วยไคตินเข้มข้น ก็ไม่ปรากฏพบปฏิกิริยาของแอนตีบอดี เมื่อนำผลการศึกษามาวิเคราะห์พบว่า β1,4GNP บน pmTSP-II มีหน้าที่ในการเชื่อมสายของโปรตีนโครงสร้างของเมทริกซ์นอกเซลล์ไข่ (egg extracellular matrix) ซึ่งเป็นหน้าที่ค้นพบใหม่ของโปรตีน pmTSP-II ในระบบสืบพันธุ์

ชื่องานวิจัยภาษาไทย

ธรอมโบสปอนดิน (TSP) ในกุ้งปรากฏโพลีเมอร์ของ O‑β1,4 N‑acetylglucosamine และหน้าที่ในการยึดหนี่ยวสาย TSP กับเมทริกซ์นอกเซลล์

Abstract

We characterized the existence of O-β(1,4)-GlcNAc polymers (β1,4GNP) that were anchored on the O-linked glycosylation sites of shrimp thrombospondin (pmTSP-II). There were five putative β1,4GNP linkages on the epithelial growth factor-like domain of pmTSP-II. Antibody against O-β-GlcNAc (CTD110.6) was used to prove the existence of linear and complex β1,4GNP. The antibody well reacted with linear chito-triose, -tetraose and -pentaose conjugated with phosphatidylethanolamine lipid. The immunoreactivity could also be detected with a complex β1,4GNP within pmTSP-II (at MW > 250 kDa). Upon denaturing the protein with SDS-PAGE buffer, the size of pmTSP-II was shifted to be 250 kDa, approximately 2.5 folds larger than the deduced molecular mass of pmTSP-II (110 kDa), suggesting additional association of pmTSP-II apart from its known disulfide bridging. This was confirmed by chitinase digestion on pmTSP-II protein leading to the subsequent smaller protein bands at 110–170 kDa in time- and concentration-dependent manners. These bands well reacted with CTD110.6 antibody and disappeared after extensive chitinase hydrolysis. Together, we believe that β1,4GNP on pmTSP-II serve the function in an inter-chain association to provide structural architecture of egg extracellular matrix, a novel function of pmTSP-II in reproductive biology.

ที่มาและความสำคัญ

การพัฒนาอุตสาหกรรมการเพาะเลี้ยงกุ้ง สิ้งที่สำคัญและควรเข้าใจเป็นพื้นฐานคือโปรตีน ไขมัน และคาร์ดบไฮเดรตที่เกี่ยวข้องกับระบบสืบพันธุ์ของกุ้ง เพื่อมุ่งสู่การพัฒนาการปฏิสนธิของกุ้งแบบ IVF ได้ในอนาคต

KEYWORDS: Shrimp, Thrombospondin, egg extracellular matrix, glycosylation

Citation:

Magerd, S., Senarai, T., Thongsum, O. et al. Shrimp thrombospondin (TSP): presence of O-β1,4 N-acetylglucosamine polymers and its function in TSP chain association in egg extracellular matrix. Sci Rep12, 7925 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-11873-7

RELATED SDGs:

SDG Goal หลัก ที่เกี่ยวข้อง

2. ZERO HUNGER

SDG Goal ที่เกี่ยวข้องอื่น ๆ

8. DECENT WORK AND ECONOMIC GROWTH

ผู้ให้ข้อมูล: รองศาสตราจารย์ ดร.สมลักษณ์ อสุวพงษ์พัฒนา
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: รองศาสตราจารย์ ดร.วัฒนา วีรชาติยานุกูล, รองศาสตราจารย์ ดร.สมลักษณ์ อสุวพงษ์พัฒนา
ชื่อนักศึกษาที่ทำวิจัย: Orawan Thongsum, Chidchanok Chawiwithaya
แหล่งทุนวิจัย: This research was supported by Fast Track scholarship (TUFT061/2563), Thammasat University, joint funding between the Thailand Research Fund and Mahidol University (TRF, Grant # RSA5980029) and Thammasat University Research Unit in Synthesis and Applications of Graphene, Thammasat University.
ภาพถ่าย: รองศาสตราจารย์ ดร.วัฒนา วีรชาติยานุกูล, รองศาสตราจารย์ ดร.สมลักษณ์ อสุวพงษ์พัฒนา

Highlight:
ลำดับเบสของยีนตัวรับ oxytocin/vasopressin-like peptide ในปูม้าถูกค้นพบและสามารถใช้ในการทำนายลำดับโปรตีนได้

ที่มาและความสำคัญ
ปูม้า (Portunus pelagicus) เป็นสัตว์เศรษฐกิจที่มีการบริโภคกันในหลายประเทศรวมถึงประเทศไทย ดังนั้นการศึกษาวิจัยที่เกี่ยวข้องกับระบบสืบพันธุ์ของปูม้าจึงมีความสำคัญต่อเกษตรกรผู้เลี้ยงปูม้าเพื่อสามารถนำไปประยุกต์ใช้เพิ่มผลผลิตในการเลี้ยงปูม้าต่อไป ซึ่งมีการศึกษาก่อนหน้าพบว่ากรดอะมิโนสายสั้นๆ ที่เรียกว่า oxytocin/vasopressin-like peptide (OT/VP-like peptide) มีผลต่อการยับยั้งการหลั่งฮอร์โมนสเตอรอยด์จากรังไข่ งานวิจัยครั้งนี้จึงมุ่งเน้นเพื่อศึกษาหาลำดับสารพันธุกรรมของตัวรับ OT/VP-like peptide (OT/VP-like peptide receptor) และทำให้ค้นพบลำดับสารพันธุกรรม mRNA ที่มีการแปลรหัสเป็นตัวรับของ OT/VP-like peptide ในปูม้าได้สำเร็จ จึงสามารถทำนายลักษณะโครงสร้างของโปรตีนตัวรับจากลำดับโปรตีนที่ถอดรหัสออกมาได้ และพบว่ามีการแสดงออกของตัวรับนี้สูงสุดในสมองของปูม้าแต่ไม่มีความแตกต่างกันในการแสดงออกในไข่อ่อนและไข่แก่ ในขณะที่ OT/VP-like peptide มีการแสดงออกมากที่ปมประสาทส่วนท้องของปูม้าไข่อ่อนและไข่แก่ ซึ่งคาดว่าโมเลกุลที่อาจส่งผลต่อการยับยั้งการหลั่งฮอร์โมนสเตอรอยด์จากรังไข่น่าจะเป็นผลมาจาก OT/VP-like peptide เท่านั้น ดังนั้นหากทราบกลไกลที่ระเอียดขึ้นของตัวรับและ OT/VP-like peptide ในปูม้าอาจจะสามารถนำไปประยุกต์ใช้กระตุ้นระบบสืบพันธุ์ของปูม้าเพศเมียเพื่อเพิ่มผลผลิตต่อไปได้

Abstract 
The authors recently reported the presence and distribution of oxytocin/vasopressin-like peptide in Portunus pelagicus as well as demonstrated its function to inhibit ovarian steroid release (Saetan et al., 2018). Here, the full-length receptor of this peptide, namely oxytocin/vasopressin-like peptide receptor (PpelOT/VP-like peptide receptor) is reported. The coding region of the PpelOT/VP-like peptide receptor contained 1497 bp which translationally corresponded to 499 amino acids. Sequence analysis revealed its seven transmembrane characteristics, with -two N-linked glycosylation residues located before the first transmembrane domain (TM I). The phylogenetic tree revealed that the PpelOT/VP-like peptide receptor was placed in the group of invertebrate OT/VP-like receptors, and was clearly distinguishable from the V1R, V2R and OTR of vertebrates. Also, this receptor gene transcript was detected in several organs of the blue swimming crab with highest abundance found in brain tissue. In situ hybridization exhibited its distribution in all neuronal clusters of the eyestalk, brain, ventral nerve cord (VNC), as well as in the ovary. Comparative gene expressions between this receptor and its corresponding peptide in immature and mature female crabs revealed no significant difference of the PpelOT/VP-like peptide receptor gene expression in the central nervous system (CNS) and ovary. In contrast, the PpelOT/VP-like peptide gene was shown to significantly express higher in the VNC of immature crabs and in the ovary of mature crabs. Changes in expression of this peptide gene, but not its receptor, might result in ovarian steroid release inhibition. However, the detailed mechanism of this peptide in reproduction regulation will be included in our further studies.

Keywords: OT/VP-like peptide receptor, Molecular cloning, Expression, Blue swimming crab

Citation: Saetan J, Kornthong N, Duangprom S, Phanthong P, Kruangkum T, Sobhon P. The oxytocin/vasopressin-like peptide receptor mRNA in the central nervous system and ovary of the blue swimming crab, Portunus pelagicus. Comp Biochem Physiol A Mol Integr Physiol. 2021 Aug;258:110983. doi: 10.1016/j.cbpa.2021.110983. Epub 2021 May 15. PMID: 34004320.

RELATED SDGs:

SDG Goal หลัก ที่เกี่ยวข้อง

14. LIFE BELOW WATER

SDG Goal ที่เกี่ยวข้องอื่น ๆ

8. DECENT WORK AND ECONOMIC GROWTH

ผู้ให้ข้อมูล: อาจารย์ ดร.เพชรัตน์ พานทอง
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.ธนพงศ์ เครื่องคำ อาจารย์ ดร.เพชรัตน์ พานทอง
แหล่งทุนวิจัย: This research was financially supported by Thailand Research Fund, Research Grant for New Scholars to Jirawat Saetan (MRG6180213), Office of the Higher Education Commission (OHEC), Prince of Songkla University, and Thammasat University Research Unit in Biotechnology and its application of aquatic animal.