The study of the activity of DExD/H-box RNA helicases during infection of zebrafish (Danio rerio) with tilapia lake virus (TiLV)

Jednym z kluczowych etapów wrodzonej odpowiedzi immunologicznej jest rozpoznanie patogenu przez układ odpornościowy gospodarza. DExD/H-box RNA helikazy to białka do których należą receptory RIG-I-podobne (RLR), które rozpoznają wirusowe kwasy nukleinowe w cytoplazmie i aktywują syntezę interferonów typu I. W ostatnich latach wykazano, że niektóre DExD/H-box RNA helikazy nienależące do grupy RLR również mają zdolnośc rozpoznawania wirusowego RNA i aktywacji przeciwwirusowej odpowiedzi immunologicznej. Rola tych białek w odpowiedzi przeciwwirusowej ryb jest jednak bardzo słabo poznana. Celem pracy było określenie ekspresji konstytutywnej wybranych genów kodujących DExD/H-box RNA helikazy nienależących do grupy receptorów RLR (ddx1, ddx3, dhx9, ddx21, dhx36) w 10 narządach danio pręgowanego (Danio rerio) oraz określenie zmiany poziomu ekspresji tych genów w nerce, śledzionie oraz mózgu dorosłych osobników jak również larw danio pręgowanego podczas zakażenia wirusem Tilapia Lake Virus (TiLV). Wykazano obecność transkryptu pięciu badanych DExD/H-box RNA helikaz w we wszystkich badanych narządach i tkankach danio pręgowanego. Podczas zakażenia wirusem TiLV dorosłych osobników danio zanotowano statystycznie istotny wzrost poziomu ekspresji genów ddx1, dhx9 oraz ddx21 w nerce, a także ddx3, dhx9, ddx21 oraz dhx36 w śledzionie w porównaniu do ryb kontrolnych. W przypadku mózgu zanotowano statystycznie istotny wzrost ekspresji ddx21 oraz niewielki spadek ekspresji ddx1. Z kolei u larw danio zakażonych wirusem TiLV nie wykazano istotnych różnic w poziomie ekspresji badanych DExD/H-box RNA helikaz w porównaniu do larw kontrolnych z wyjątkiem dhx36 24 h po zakażeniu. Otrzymane wyniki sugerują, że badane DExD/H-box RNA helikazy mogą brać udział w odpowiedzi przeciwwirusowej u ryb, a danio pręgowany jest dobrym modelem do badań dotyczących odporności immunologicznej oraz interakcji gospodarz-patogen podczas zakażenia wirusem TiLV.

Recognition of the non-self signature of invading pathogens is a crucial step for the initiation of the innate immune mechanisms of the host. DExD/H-box RNA helicases is the family of proteins that include RIG-I-receptors (RLR) that recognize viral nucleic acids in the cytoplasm and activate the expression of type I interferons. In recent years, it has been shown that some DExD/H-box RNA helicases not belonging to the RLR group also have the ability to recognize viral RNA and activate the antiviral immune response. However, the role of these proteins in the antiviral response of fish is very poorly understood. The aim of the study was to determine the constitutive expression of selected genes encoding DExD/H-box RNA helicases not belonging to the RLR group (ddx1, ddx3, dhx9, ddx21, dhx36) in 10 organs of zebrafish (Danio rerio) and to determine the level of expression of these genes in the kidney, spleen and brain of adult individuals as well as larvae of zebrafish during Tilapia Lake Virus (TiLV) infection. The transcripts of studied DExD/H-box RNA helicases were found in all studied tissues. TiLV infection of adult zebrafish induced a statistically significant up-regulation of the expression of ddx1, dhx9 and ddx21 genes in the kidney, as well as ddx3, dhx9, ddx21 and dhx36 in the spleen. There was also a statistically significant up-regulation of the expression of ddx21 and a slight decrease in ddx1 expression in brain. In TiLV-infected zebrafish larvae there were no significant differences in the expression of DExD/H-box RNA helicases with the exception for dhx36 24 h after infection. The results suggest that studied DExD/H-box RNA helicases may be involved in the antiviral response in fish and zebrafish is a good model organism for studies on the immune response and host-pathogen interaction during TiLV infection.