PolyI:C刺激猪PK15细胞后病毒感染应答基因未注释转录本鉴定及其特征分析

来源：中国畜牧兽医杂志2024年第4期北京时间：

作者：赵为民, 王红, 徐盼, 陈哲, 陶晓莉, 李碧侠, 付言峰, 程金花

单位：1. 江苏省农业科学院畜牧研究所, 南京 210014;2. 农业农村部种养结合重点实验室, 南京 210014;3. 江苏省农业种质资源保护与利用平台, 南京 210014;4. 南京农业大学动物科技学院, 南京 210014;5. 江苏农牧科技职业学院动物科技学院, 泰州 225300;6. 锦州医科大学基础医学院, 锦州 121001

摘要：【目的】鉴定猪PK15细胞在类病毒聚肌胞苷酸(PolyI:C)刺激后病毒感染应答基因的未注释转录本的数量、剪接类型、新蛋白编码与分子结构,为进一步研究这些未注释转录本的功能奠定基础。【方法】将猪PK15细胞分为对照组和试验组,每组3个重复;试验组加入终浓度为20 μg/mL的PolyI:C,对照组加入等体积(2 μL)的PBS,两组在37℃、5% CO2条件下分别刺激6 h后进行Nanopore测序,鉴定两组的总转录本与差异表达基因。对差异表达基因进行GO功能分析,进一步筛选病毒感染的应答基因。对总转录本与Ensemble注释的转录本序列进行比较,发现未注释转录本。将病毒感染应答基因的未注释转录本与其对应的Ensemble注释转录本序列进行比对,分析未注释转录本的剪接类型和编码蛋白。【结果】PolyI:C刺激后,两组共鉴定蛋白编码的转录本61 505个,其中有Ensemble数据库注释的39 497个,未注释的转录本22 008个,未注释转录本数量占总数的35.78%。同时两组鉴定到71个差异蛋白编码基因,与对照组相比,试验组上调表达基因57个,下调表达基因14个。GO功能富集分析显示,这些差异表达基因富集到20个生物过程,其中前3个生物过程分别是防御病毒反应、Ⅰ型干扰素信号通路和病毒应答,均与病毒感染应答相关。24个病毒感染应答的基因有16个基因存在未注释转录本,其中CCL5、IFI6、BST2和MX1基因未注释转录本的数量多于其Ensemble注释的总转录本数量,且大部分未注释转录本产生新的蛋白序列。IFIT3、OAS2、RSAD2、CCL5、IFI44、CD40、IFI6、BST和MX1 9个基因的未注释转录本有差异表达。【结论】本研究系统地鉴定了猪PK15细胞受PolyI:C刺激后病毒感染应答基因的未注释转录本的分子特征,筛选的IFIT3、OAS2、RSAD2、CCL5、IFI44、CD40、IFI6、BST和MX1 9个基因的差异表达的未注释转录本可能具有重要生物学作用,为进一步解析宿主基因在抗病毒反应中的复杂转录调控机制提供了依据。

关键词：Nanopore测序;PolyI:C;病毒感染;转录本;选择性剪接

基金资助：江苏省种业振兴揭榜挂帅项目(JBGS[2021]099);扬州市重点研发项目(YZ2021037);江苏省科技计划现代农业面上项目(BE2021352)