シロアリ Reticulitermes chinensis の昆虫病原性真菌に対する積極的な免疫化におけるセレノプロテインTとトランスグルタミナーゼの役割

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J. Insect Physiol..2020 Jul;125:104085. S0022-1910(20)30229-8. doi: 10.1016/j.jinsphys.2020.104085.Epub 2020-07-04.

シロアリ Reticulitermes chinensis の昆虫病原性真菌に対する積極的な免疫化におけるセレノプロテインTとトランスグルタミナーゼの役割

Roles of selenoprotein T and transglutaminase in active immunization against entomopathogenic fungi in the termite Reticulitermes chinensis.

Xingying Zhao
Long Liu
Wei Zhou
Qing Cai
Qiuying Huang

PMID: 32634432 DOI: 10.1016/j.jinsphys.2020.104085.

抄録

積極的な免疫化は、社会性昆虫における感染症から個体を保護することができる。微量元素が宿主免疫系に不可欠であることはよく知られているが、昆虫の社会免疫における関連遺伝子の機能は不明である。本研究では、シロアリ Reticulitermes chinensis Snyder において、昆虫病原性真菌 Metarhizium anisopliae (Metchnikoff) Sorokin に対して積極的に免疫を行うと、3 種の遊離元素（Se, Ca, Cr）とセレノプロテイン T (SELT) の発現が有意に低下することを明らかにした。このようにして、シロアリの能動的免疫化におけるSELT遺伝子の役割をさらに探った。その結果、SELT遺伝子をRNAiにより有意にサイレンシングした後、真菌に汚染されたシロアリの子シロアリは抗真菌活性の低下と死亡率の増加を示し、免疫遺伝子であるトランスグルタミナーゼ（TG）とトランスフェリン（Tsf）の発現も増加した。さらに、真菌に汚染されたシロアリのTGをノックダウンした個体では、SELTの発現が上昇したにもかかわらず、グルーミング行動、抗真菌活性、生存率が有意に低下しており、シロアリの積極的な免疫化がTGのサイレンシングによって阻害されていることが示唆された。これらの結果から、SELT遺伝子とTG遺伝子の両方が、シロアリの昆虫病原性真菌M. anisopliaeに対する積極的な免疫化を促進する上で重要な役割を果たしていることが明らかになった。

Active immunization can protect individuals from infectious diseases in social insects. It is well established that trace elements are essential to the host immune system, but the related gene functions in insect social immunity are unknown. Here, we found that the levels of three free elements (Se, Ca and Cr) and selenoprotein T (SELT) expression were significantly decreased in the termite Reticulitermes chinensis Snyder during active immunization against the entomopathogenic fungus Metarhizium anisopliae (Metchnikoff) Sorokin. Thus, we further explored the role of the SELT gene in the active immunization of termites. After SELT was significantly silenced by RNAi, the nestmates of fungus-contaminated termites exhibited reduced antifungal activity and increased mortality, along with increased expression of the immune genes transglutaminase (TG) and transferrin (Tsf), indicating that the active immunization of termites was disrupted by SELT silencing. Moreover, the TG-knockdown nestmates of fungus-contaminated termites significantly decreased grooming behavior, antifungal activity and survival, despite the upregulation of SELT expression, also suggesting that the active immunization of termites was disrupted by the silencing of TG. These findings demonstrated that both SELT gene and TG gene play important roles in driving active immunization against the entomopathogenic fungus M. anisopliae in R. chinensis.