生物通报道  近日来自中国科学院水生生物研究所的研究人员在新研究中证实鱼类和哺乳类通过趋同进化独立形成相似的干扰素反应调控机制，相关研究论文于7月27日在线发表于著名免疫学期刊《Journal of Immunology》上。

中科院水生所的张义兵研究员和国家科学技术部973计划"重要养殖鱼类品种改良的遗传和发育基础研究"项目首席科学家桂建芳博士为这篇文章的共同通讯作者。该研究得到国家基础研究973计划等项目的资助。

大量研究表明，绝大多数哺乳类I型干扰素(Interferon, IFN)包括多个IFNa和一个IFNb；RIG-I样受体(RIG-I like receptors，RLRs)通过识别细胞质中存在的病毒dsRNA启动一连串的信号转导，最后激活转录因子IRF3诱导IFNb的表达；大多数IFNa属于晚期表达IFN，主要由另外一个重要的转录因子IRF7介导表达。

桂建芳研究员主持的鱼类发育遗传学与细胞工程学科组继发现鱼类存在保守的IFN-STAT1信号通路(Mol Immunol. 47:2330-2341)以及鱼类IRF3具有不同于哺乳类调控IFN反应的机制 (J Immunol, 185:7573-7582) 后，近日又揭示鱼类存在完整的RIG-I样受体介导IFN反应的信号通路。

通过对该信号通路中发挥重要作用的信号分子MITA、TBK1和IRF3的功能定位和相互作用分析，证明鱼类RIG-I样受体家族的两个成员RIG-I和MDA5通过激活MITA-TBK1-IRF3途径启动IFN基因的表达、抑制病毒复制。相似的实验同时揭示另外一个RIG-I样受体LGP2在该信号通路中起负调控作用。目前，斑马鱼基因组中共发现四种IFN基因，分别为group I(包括IFN1和IFN4)和group II IFN(包括IFN2和IFN3)。进一步的表达调控分析发现：虽然过量表达RIG-I和MDA5都能通过MITA-TBK1途径介导斑马鱼IFN1和IFN3的表达，但是最后激活的转录因子不同。IFN1主要由IRF3介导表达，而IFN3主要由IRF7介导。由于鱼类IFN与哺乳类IFNa/b不存在直向同源(orthologous)的进化关系，因此该结果表明鱼类和哺乳类IFN家族可能因为趋同进化独立形成了相似的表达调控机制调控不同IFN基因表达。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Fish MITA Activation Serves as a Mediator for Distinct Fish IFN Gene Activation Dependent on IRF3 or IRF7

In mammals, cytosolic sensors retinoic acid-inducible gene I (RIG-I)-like receptors (RLRs) activate multiple signaling cascades initiating IFN-α/β expression. IFN regulatory factor 3 (IRF3) is required for the activation of IFN-β, which, in turn, primes the expression of most IFN-α genes by IFN-induced IRF7 through the STAT1 pathway. In fish, RIG-I overexpression inhibits virus infection by induction of IFN response; however, the subtle signaling cascade mechanism remains to be identified. In this study, we clone an ortholog of MITA, a recently identified adaptor responsible for RLR pathway, from crucian carp (Carassius auratus L.), and demonstrate its ability to suppress viral replication through IRF3/7-dependent IFN response. The pivotal signaling molecules of RLR pathway, including RIG-I, melanoma differentiation-associated gene 5, laboratory of genetics and physiology 2, and TANK-binding kinase 1, are also cloned and characterized, confirming that the RLR-mediated IFN activation is conserved from fish to mammals. Further characterization of distinct IFN gene activation reveals that zebrafish IFN1 and IFN3 are induced by the MITA pathway but are dependent on distinct transcription factors. Whereas fish IFN genes cannot be classified into IFN-α or IFN-β, zebrafish IFN1 is primarily regulated by IRF3, thereby resembling that of IFN-β, and zebrafish IFN3 is regulated by IRF7, thereby resembling of those of IFN-αs. In contrast with mammalian IFN-α/β, zebrafish IFN1 and IFN3 are induced by the basally expressed IRF3 or IRF7, both of which are upregulated by IFN and virus infection. Collectively, these data suggest that IFN genes in fish and mammals have evolved independently to acquire a similar mechanism triggering their expression.

作者简介：

桂建芳

中国科学院水生生物研究所研究员、博士生导师

桂建芳，男，汉族，1956年6月28日出生，中共党员，理学博士，中国科学院水生生物研究所研究员、博士生导师；1999年至2007年任水生所常务副所长、所长；现为淡水生态与生物技术国家重点实验室主任；中国水产学会副理事长，中国海洋湖沼学会副理事长，农业部第八届科学技术委员会委员，武汉市科学技术协会副主席，湖北省遗传学会和湖北省生物工程学会副理事长，中国鱼类学会理事，中国遗传学会理事；《水生生物学报》主编，《Cell Research》、《Pakistan Journal of Zoology》、《实验生物学报》、《遗传学报》、《遗传》、《动物学研究》、《海洋与湖沼》、《中国水产科学》编委；国家科学技术部973计划"重要养殖鱼类品种改良的遗传和发育基础研究"项目首席科学家；国家水产原良种审定委员会副主任。

1982年1月毕业于武汉大学细胞生物学专业，获学士学位； 1984年12月在武汉大学遗传学专业获硕士学位，同年到中国科学院水生生物研究所工作；1995年6月在中国科学院水生生物研究所获理学博士学位。1991年12月至1994年9月曾在美国俄亥俄医学院和加州大学圣迭戈校区进行工作访问和博士后研究，主要研究RNA剪接与细胞周期调控的关系。现在主要从事与鱼类育种生物技术相关的遗传、细胞和发育生物学研究。已在《Nature》、《PNAS》、《Mol.Biol.Evol.》、《Dev.Biol.》、《J. Virol..》、《Dev. Comp. Immunol.》、《Gene》、《Aquaculture》、《J. Mol. Evol.》、《J.Fish Biol.》、《中国科学》和《科学通报》等国内外核心刊物上发表研究论文260多篇，其中SCI刊源论文120多篇，被SCI引用1500多次，在国内外作大会或特邀报告60多次，出版论著6部。已培养毕业博士38名，硕士5名，出站博后6位，毕业的博士中获中国科学院院长特别奖1名，优秀奖2名。作为主持人培育出水产新品种1个（异育银鲫“中科3号”），获湖北省自然科学奖一等奖1项（2003年），湖北省科技进步奖二等奖1项（2005年），中国科学院自然科学奖三等奖1项（1995年），国家“八五”科技攻关重大成果奖1项（1996年），作为第二完成人获湖北省自然科学奖二等奖1项（2004年），参与完成的成果获国家自然科学奖二等奖1项（1995年）；授权专利5项。1988获中国青年科技奖，1989年获中国科学院青年科学家奖二等奖，1990年获湖北省青年科技精英称号，1994年获国家杰出青年科学基金资助，1995年获中国科学院青年科学家奖一等奖， 1996年获香港求是科技基金会杰出青年学者奖，1997年入选国家百千万人才工程，1998年获中国科学院优秀研究生导师奖，1998年获中国科学院有突出贡献的中青年专家称号，2003年获中国科学院优秀研究生导师奖，2003年获湖北省“五一劳动奖章”， 2004年获湖北省“劳动模范”， 2004年获科技部国家重点实验室计划先进个人等荣誉称号。

主持的学科组已创建了进行鱼类雌核生殖和性反转分子机理研究体系，克隆鉴定出一批与鱼类性别决定及分化相关基因和内分泌调控相关基因；建立了研究鱼类抗病毒基因的细胞模型，鉴定出一批参与鱼类抗病毒和免疫反应的基因，尤其是干扰素系统基因。近期的主要研究方向为鱼类发育遗传学和遗传育种工程。研究工作主要集中两个方面，一是在鱼类生殖和免疫相关基因的鉴定和功能研究方面，试图揭示鱼类雌核发育和卵子发生的调控机理，阐述鱼类早期胚胎发育过程中基因的时空表达，鉴别鱼类抗病基因；二是在水产动物分子遗传标记的鉴定和应用方面，试图找到用于区分水产动物不同种群或不同品系的分子标记，并将其应用于生态遗传和遗传育种研究。此外，还致力于鱼类细胞工程技术研究，如细胞培养和基因组操作等。

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