CN109652420B - 一种高效抵抗WSSV的siRNA分子wsv147在制备抗WSSV制剂的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高效抵抗WSSV的siRNA分子wsv147,序列为:正义链:5'‑GUCAAGCAAAUGUACAAACAAAUUU‑3’反义链:5'‑AUUUGUUUGUACAUUUGCUUGACUU‑3’。本发明的wsv147‑siRNA可以显著抑制病毒基因wsv147在日本囊对虾及克氏原螯虾体内的表达,能抑制WSSV在日本囊对虾及克氏原螯虾体内的增殖;降低WSSV感染所导致的日本囊对虾及克氏原螯虾的死亡;还能够显著提高病毒感染后虾血淋巴细胞的活力,能够增强日本囊对虾和克氏原螯虾对病毒的抵抗能力。本发明的siRNA分子wsv147特异性强,作用周期短,副作用小,可高效快速的抑制WSSV的增殖;适用范围广,不仅适用于海水养殖的日本囊对虾,同样也适用于淡水养殖的克氏原螯虾;为白斑综合症病毒的防治提供了一种新的药物。
Description
技术领域
本发明属于RNA干扰抗病毒领域,特别涉及一种高效抵抗WSSV的siRNA分子wsv147及其在制备抗WSSV制剂的应用。
背景技术
日本囊对虾(Marsupenaeus japonicus)俗称斑节虾,是一种大型海产经济虾类,广泛分布于日本北海道以南,东南亚,澳大利亚北部等,在我国主要分布在东南沿海地区,是我国重要的海产养殖动物。市场需求促使对虾养殖业迅速发展,但高密集的养殖带来了养殖过程中环境恶化,疾病滋生等问题,严重危害着水产养殖业的发展。而白斑综合症病毒(WSSV)目前已成为海、淡水养殖业危害最为严重的病毒,不仅曾经几乎摧毁了整个对虾养殖业,近年来在我国重要的经济淡水养殖品种,克氏原螯虾(Procambarus clarkii)养殖中也广泛流行,给克氏原螯虾的养殖业造成巨大的经济损失。
WSSV作为一种传染性极强的病毒,可以感染以虾类为主的多种甲壳动物,对该病毒的防治至今仍未得到很好的解决。WSSV主要是在宿主细胞核内进行复制和组装,病毒感染活体后通常在24小时内完成一个生命周期。与其它无脊椎动物一样,虾类缺乏特异性免疫机制,因此在病毒防治问题上增加了难度。目前WSSV的防御治疗手段主要是通过增强机体免疫,虽然有一定的预防效果,但面对大面积病毒爆发情况,增强机体免疫的方法并不管用,因此寻找有效的WSSV防治手段对水产养殖业的发展均具有重要的意义。
RNA干扰(RNA interference,RNAi)是在研究秀丽新小杆线虫(C.elegans)反义RNA的过程中发现的,是一种由双链RNA介导的同源RNA降解过程。后续研究发现,在多种真核生物包括虾类体内也存在中RNAi机制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种特异性强,实验周期短,副作用小,高效抵抗WSSV的双链siRNA分子wsv147及其在制备抗WSSV制剂的应用,主要利用短链siRNA核酸与病毒增殖相关基因配对,导致相关基因的沉默,进而抑制WSSV在宿主内的增殖,显著抑制WSSV在虾体内的增殖,大幅度地降低WSSV感染虾的累积死亡率,从细胞水平上对WSSV早期关键基因进行抑制,从而抑制WSSV在宿主体内的表达,以解决传统技术上通过增强虾个体免疫来预防病毒但面对WSSV大面积爆发无能为力,WSSV对海水和淡水养殖虾类感染并致死的现象等问题。
一种高效抵抗WSSV的siRNA分子wsv147,序列为:
正义链:5'-GUCAAGCAAAUGUACAAACAAAUUU-3’
反义链:5'-AUUUGUUUGUACAUUUGCUUGACUU-3’。
上述高效抵抗WSSV的siRNA分子wsv147的制备,主要包括以下步骤:
(1)选取WSSV早期基因wsv147序列;
(2)利用BLOCK-iTTM RNAi Designer软件预测干扰位点;
(3)按照siRNA设计原则,构建相对应的siRNA分子。
上述高效抵抗WSSV的siRNA分子wsv147在制备白斑综合症病毒制剂的应用。
一种包含上述高效抵抗WSSV的siRNA分子wsv147的制剂。
进一步的,包括饲料添加剂、固体或者液体药物。
进一步的,可用于淡水虾和海水虾。
进一步的,可用于日本囊对虾及克氏原螯虾。
本发明的wsv147-siRNA可以显著抑制病毒基因wsv147在日本囊对虾及克氏原螯虾体内的表达。
本发明的siRNA分子wsv147能抑制WSSV在日本囊对虾及克氏原螯虾体内的增殖:将WSSV与wsv147-siRNA混合后分别共同注射至日本囊对虾及克氏原螯虾体内。与对照组相比,wsv147-siRNA处理组虾体内病毒的复制显著受到抑制。
本发明的siRNA分子wsv147能降低WSSV感染所导致的日本囊对虾及克氏原螯虾的死亡:将WSSV与wsv147-siRNA混合后分别共同注射至日本囊对虾及克氏原螯虾体内。与对照组相比,wsv147-siRNA处理组的虾死亡率大幅降低。
本发明的siRNA分子wsv147能够显著提高病毒感染后虾血淋巴细胞的活力,能够增强日本囊对虾和克氏原螯虾对病毒的抵抗能力
与现有技术相比,本发明利用wsv147-siRNA处理日本囊对虾与克氏原螯虾能显著抑制WSSV在虾体内的增值,并大幅度降低WSSV感染虾的累计死亡率,抵抗WSSV效率高,副作用小。不仅在日本囊对虾中有显著的抵抗WSSV的作用,并且在淡水养殖的克氏原螯虾中同样可行,应用前景十分广阔。因此,该siRNA分子有望成为抗WSSV的新药物,广泛应用于水产养殖过程中WSSV的防治工作。
附图说明
图1为wsv147-siRNA分子处理后日本囊对虾及克氏原螯虾体内wsv147 mRNA的表达情况;对照组注射wsv147-siRNA-scrambled,图示为注射48h后各组日本囊对虾及克氏原螯虾体内wsv147 mRNA的表达量。
图2为wsv147-siRNA分子处理后WSSV在日本囊对虾体内增殖的拷贝数;对照组注射WSSV或WSSV+wsv147-siRNA-scrambled,图示为感染0h,24h,36h,48h各组日本囊对虾体内WSSV拷贝数。
图3为wsv147-siRNA分子处理后WSSV在克氏原螯虾体内增殖的拷贝数;对照组注射WSSV或wsv147-siRNA-scrambled,图示为感染0h,24h,36h,48h各组克氏原螯虾体内WSSV拷贝数。
图4为wsv147-siRNA分子降低WSSV感染后日本囊对虾累计死亡率的效果对比图;对照组为不处理组、注射PBS、注射WSSV、注射wsv147-siRNA、注射WSSV+wsv147-scrambled,图示为感染1~5天各组日本囊对虾累积死亡率。
图5为wsv147-siRNA分子降低WSSV感染后克氏原螯虾累计死亡率的效果对比图;对照组为不处理组、注射PBS、注射WSSV、注射wsv147-siRNA、注射WSSV+wsv147-scrambled,图示为感染1~5天各组克氏原螯虾累积死亡率。
图6为wsv147-siRNA分子处理后日本囊对虾及克氏原螯虾体内血淋巴细胞活力的变化情况;对照组注射wsv147-siRNA-scrambled,图示为处理48h后各组日本囊对虾及克氏原螯虾体内的血淋巴细胞活力。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
实施例1:
选取从实验室转录组数据中筛选并已进行过功能验证的与WSSV早期复制相关的病毒编码基因,通过BLOCK-iTTM RNAi Designer(https://rnaidesigner.thermofisher.com/rnaiexpress/)在线软件预测该基因的干扰位点,并选择推荐分数高低顺序选择三个干扰位点,按照In vitro Transcription T7 Kit forsiRNA Synthesis(TaKaRa,Japan)试剂盒的说明对上一步中选取的干扰位点设计并合成siRNA,在日本囊对虾及克氏原螯虾中进行干扰效果检测,选取干扰效果最好的siRNA用于后续试验。其序列为:
正义链:5'-GUCAAGCAAAUGUACAAACAAAUUU-3’
反义链:5'-AUUUGUUUGUACAUUUGCUUGACUU-3’。
实施例2:
wsv147-siRNA抑制病毒基因wsv147在日本囊对虾及克氏原螯虾体内表达的试验
取体重为10-12g的的日本囊对虾和克氏原螯虾在实验室暂养一周以上,取qPCR检测WSSV为阴性的健康的虾进行实验。实验实施中,将选取的虾随机分为WSSV阳性对照组,WSSV+wsv147-siRNA干扰实验组,WSSV+wsv194-siRNA-scrambled阴性对照组,每组9只分别养在玻璃缸内。用1mL医用注射器肌肉注射50μL/只25μg siRNA与50μL/只107拷贝WSSV感染液。养殖过程中持续充氧,每天换水一次,换水体积为总体积的1/3。
注射48小时后,从每组中随机挑选5只虾并收集其血淋巴细胞。用总RNA提取试剂盒(Tiangen)抽取总RNA,随后使用TAKARA的反转录试剂盒将RNA反转成双链cDNA,最后利用TAKARA的Premix Ex TaqTM进行wsv147 mRNA表达量的检测。用来扩增wsv147 mRNA的荧光定量PCR引物分别为为P1,P2。
P1:5’-CAAATCTCCCCTTCATCTACTCAAC-3’;P2:5’-AATAATTTTCCCGTTTCTGAATAGA-3’。
结果见图1,wsv147-siRNA注射后48小时,日本囊对虾及克氏原螯虾体内wsv147mRNA的表达受到抑制。其表达量显著低于单独注射WSSV及WSSV+wsv147-siRNA-scrambled的对照组。结果表明wsv147-siRNA可以显著抑制病毒基因wsv147在日本囊对虾及克氏原螯虾体内的表达。
实施例3:
wsv147-siRNA抑制WSSV在日本囊对虾及克氏原螯虾体内增殖的试验
取体重为10-12g的日本囊对虾和克氏原螯虾在实验室暂养一周以上,取qPCR检测WSSV为阴性的健康的虾进行实验。实验实施中,将选取的虾随机分为WSSV阳性对照组,WSSV+wsv147-siRNA干扰实验组,WSSV+wsv194-siRNA-scrambled阴性对照组,每组9只分别养在玻璃缸内。用1mL医用注射器肌肉注射50μL/只25μg siRNA与50μL/只107拷贝WSSV感染液。养殖过程中持续充氧,每天换水一次,换水体积为总体积的1/3。
分别在注射0、24、36和48小时后,从每组中随机挑选5只虾取背部肌肉适量,用组织基因组DNA提取试剂盒(Tiangen)抽提总DNA,随后使用TAKARA的Premix Ex TaqTM(ProbeqPCR)试剂盒检测病毒目的片段的表达量并换算成病毒拷贝数。用于qPCR扩增的引物分别为P1,P2。
P1:5’-ATGTCTGCATCTTTAAT-3’;P2:5’-TTATGACACAAACCTAT-3’。
结果见图2和图3,wsv147-siRNA注射后36和48小时,日本囊对虾及克氏原螯虾体内WSSV增殖受阻,其拷贝数显著低于单独注射WSSV及WSSV+wsv147-siRNA-scrambled的对照组。结果表明wsv147-siRNA可以显著抑制WSSV在日本囊对虾及克氏原螯虾体内的增殖。
实施例4:
wsv147-siRNA降低WSSV感染后日本囊对虾及克氏原螯虾死亡率的试验
按实施例1的方法对日本囊对虾及克氏原螯虾进行处理,并在原有基础上增加PBS组,不处理组,以及wsv194-siRNA干扰组,实验组和对照组分别每组20只虾。注射后每天观察3次,持续5天,及时清理死虾并记录死亡数。
结果见图4和图5,不同处理组日本囊对虾及克氏原螯虾的死亡率随时间而升高,可以发现WSSV+wsv147-siRNA注射组的死亡率显著性地低于WSSV注射组和WSSV+wsv147-siRNA-scrambled注射组。表明WSSV感染日本囊对虾及克氏原螯虾后,注射wsv147-siRNA可大幅降低由WSSV感染所导致的虾死亡。
实施例5:
wsv147-siRNA增强WSSV感染后日本囊对虾及克氏原螯虾体内血淋巴细胞活力的试验
按实施例1的方法对日本囊对虾及克氏原螯虾进行处理,并在原有基础上增加不处理组,每组20只。注射48h后,每个组随机抽取5只虾,收集虾血淋巴细胞,并利用Abnova公司的Cell Viability Assay Kit(Green Fluorescence)试剂盒检测血淋巴细胞的活力。
结果见图6,WSSV感染会导致日本囊对虾和克氏原螯虾体内血淋巴细胞活力显著降低,而同时注射wsv147-siRNA能有效避免血淋巴细胞活力的急剧降低。较于对照组WSSV和WSSV+wsv147-siRNA-scrambled,同时注射WSSV和wsv147-siRNA的实验组虾体内血淋巴细胞活力显著升高,表明注射本发明siRNA能够显著提高病毒感染后虾血淋巴细胞的活力,能够增强日本囊对虾和克氏原螯虾对病毒的抵抗能力。
SEQUENCE LISTING
<110> 汕头大学
<120> 一种高效抵抗WSSV的siRNA分子wsv147在制备抗WSSV制剂的应用
<130> 2019
<160> 6
<170> PatentIn version 3.3
<210> 1
<211> 25
<212> RNA
<213> 人工合成
<400> 1
gucaagcaaa uguacaaaca aauuu 25
<210> 2
<211> 25
<212> RNA
<213> 人工合成
<400> 2
auuuguuugu acauuugcuu gacuu 25
<210> 3
<211> 25
<212> DNA
<213> 人工合成
<400> 3
caaatctccc cttcatctac tcaac 25
<210> 4
<211> 25
<212> DNA
<213> 人工合成
<400> 4
aataattttc ccgtttctga ataga 25
<210> 5
<211> 17
<212> DNA
<213> 人工合成
<400> 5
atgtctgcat ctttaat 17
<210> 6
<211> 25
<212> DNA
<213> 人工合成
<400> 6
aataattttc ccgtttctga ataga 25
Claims (1)
1.一种高效抵抗WSSV的siRNA分子wsv147在制备白斑综合症病毒制剂的应用,其特征在于,所述高效抵抗WSSV的siRNA分子wsv147序列为:
正义链:5'-GUCAAGCAAAUGUACAAACAAAUUU-3’
反义链:5'-AUUUGUUUGUACAUUUGCUUGACUU-3。
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