昆蟲對侵入體液的微生物主要通過細(xì)胞免疫和體液免疫加以清除和抑制繁殖，在體液免疫機(jī)制中主要由抗菌肽發(fā)揮作用。昆蟲基因組通常含有多種抗菌肽基因家族成員，那么昆蟲是如何協(xié)調(diào)抗菌肽基因家族成員的功能?這些抗菌肽家族成員的免疫功能分化又是通過怎樣的選擇進(jìn)化而形成?3月30日，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)曹陽教授和西南大學(xué)夏慶友教授課題組在美國公共科學(xué)圖書館期刊《PLoS ONE》發(fā)表了題為“Functional Divergence among Silkworm Antimicrobial Peptide Paralogs by the Activities of Recombinant Proteins and the Induced Expression Profiles”的合作研究論文，回答了這一科學(xué)問題。

該研究通過對家蠶基因組中的3個抗菌肽基因家族(cecropin，moricin，gloverin)成員(14個基因)抗菌功能和免疫表達(dá)活性的分化進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這3個基因家族存在著“主功能基因的免疫一致性”，BmcecB6、BmcecD、Bmmor和 Bmglv2是這3個家族的主功能基因，其它成員的抗菌譜較窄，抗菌活性較弱，免疫表達(dá)活性也降低，有的已進(jìn)化為假基因。研究同時從分子進(jìn)化角度和上游調(diào)控元件解析了這種免疫功能分化的原因。研究所揭示的“主功能基因的免疫一致性”特征與課題組較早時間在黑腹果蠅抗真菌肽drosomycin基因家族成員中發(fā)現(xiàn)的功能分化特征(Gene，2006;Journal of Biomedicine and Biotechnology，2009)相一致。

該研究揭示的這一基本特征可以回答昆蟲是如何協(xié)調(diào)不同抗菌肽的功能這一關(guān)鍵問題，使我們加深理解昆蟲通過抗菌肽基因家族成員的協(xié)同防御機(jī)制實現(xiàn)快速、經(jīng)濟(jì)、有效抵抗微生物感染的生物學(xué)意義:主功能基因弱的基礎(chǔ)表達(dá)活性形成初次防御;主功能基因強(qiáng)的誘導(dǎo)表達(dá)活性發(fā)揮主要防御作用;其它基因成員弱的誘導(dǎo)表達(dá)活性構(gòu)成協(xié)同防御，后者針對某些微生物的強(qiáng)抗菌活性的意義也不可忽視。

該研究得到了國家“973計劃”項目和“長江學(xué)者創(chuàng)新團(tuán)隊”項目的資助。