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雙股 DNA,病毒顆粒大小約為長 250-380 nm、寬 70-150 nm,並具外套膜,外型 為橢圓型且具有一個類似尾巴的結構 (附錄 1),被分類為 Nimaviridae 病毒科、

Whispovirus 病 毒 屬 , 是 此 屬 內 唯 一 的 物 種 (Escobedo-Bonilla et al., 2008;

Sanchez-Paz, 2010)。目前已被鑑定出四種白點症病毒分離株分別為台灣分離株 (WSSV Taiwan isolate, AF440570)、中國分離株 (WSSV China isolate, AF332093) (Yang et al., 2001)、泰國分離株 (WSSV Tailand isolate, AF369029) (van Hulten et al., 2001) 與韓國分離株 (WSSV Korea isolate) (Chai et al., 2013),本實驗使用之病毒 al., 2011)。另外,利用篩選出體內 C-type lectin 表現量較高的蝦種,其對於病毒有 較高的抵抗力,但死亡率也接近 50% (Zhang et al., 2011)。前人也發現白點症病毒 是藉由其外套膜蛋白質 VP24 結合蝦宿主食道、胃、與後腸表面的甲殼素

(Chi-tin),進入宿主體內,利用口服 VP24 或是 VP24 的 CBP (chitin-binding domain) 片 (Miyashita et al., 1995),目前有三個白點症病毒潛伏期相關基因,分別是 wssv207、

wssv403 與 wssv427。WSSV207 蛋白質的 678 到 683 個胺基酸具有進核功能,且

在昆蟲細胞 Sf9 中被證實能抑制 thymidine–thymidylate kinase (TK-TMK) 與兩種 蛋白質激酶 (protein kinase) WSSV482 和 WSSV394 的轉錄活性 (Hossain et al., 2004)。WSSV427 會與蝦宿主體內的蛋白質磷酸酶 (protein phosphatase, PPs) 結 合,被認為會與蛋白質磷酸酶共同影響白點症病毒的潛伏期 (Lu et al., 2004)。

WSSV403 具有 RING domain,因此具有 ubiquitin E3 ligase 的功能。先前研究利 用 yeast-two hybrid 系統發現 WSSV403 會與蛋白質磷酸酶結合,顯示 WSSV403 可能與 WSSV427 蛋白質磷酸酶共同調節白點症病毒的生活週期 (He et al.,

錄因子,能進一步活化下游的早期及晚期基因,早期蛋白質大部分與 DNA 複製 塊 (transmembrane domain)。WSSV140 被發現具有 protein kinase domain,具有磷 酸化蛋白質的能力。另外,其中四種極早期基因利用 yeast-two hybrid 系統被證實 具有轉錄活性,分別為 wssv108、wssv126 (ie1)、wssv136、wssv156 (Li et al., 2009),

但其對下游基因的詳細調控機制仍然未知。

極早期基因 ie1 為 21 種極早期基因當中研究最早且最多的基因,其蛋白質產 物 IE1 目前已被發現其具有結合 DNA 的能力,其蛋白質 N 端的胺基酸片段為轉 錄活性調節區,而 C 端的胺基酸片段為鋅指 DNA 結合結構 (Zinc finger motif)。

許多文獻證實其具有轉錄因子活性,如利用 GAL4 系統在昆蟲細胞 Sf9 中證實其

具有轉錄活化能力 (Liu et al., 2008);IE1 也被證實會與蝦宿主體內的 TATA box binding protein (PmTBP) 直接結合並強化其轉錄活化能力。實驗室先前的研究發 現白蝦體內的 LvYY1 能促進 ie1 啟動子的轉錄活性 (黃庭儀, 2014);除此之外,

IE1 也被發現會形成雙聚體 (Liu et al., 2011; Liu et al., 2008)。

極早期基因 wssv304 經由序列比對發現具有 RING-H2 domain,並被證實能與 宿主體內 ubiquitin-conjugating enzyme (PvUbc) 直接結合,發揮 E3 ligase 的能力,

且在感染病毒後 PvUbc 與 WSSV304 表現量會逐漸提高 (Wang et al., 2005)。而

AAL88976.1),PI 值為 4.95,預估大小為 22.5 kDa,利用線上資料庫 NucPred 進 行蛋白質進核序列預測,顯示 WSSV108 在第 73 到 82 個胺基酸間可能存在一個 蛋白質進核序列 (附錄 3) (Brameier et al., 2007)。2009 年,Li 等人利用 yeast-two hybrid 系統證實 wssv108 具有轉錄因子活性,前人文獻指出 wssv108 的基因表現 會受到宿主的轉錄因子 LvKLF 的活化,進而影響病毒基因的複製 (Liu et al., 2015)。而 WSSV108 也被發現會被宿主體內的 SUMO ubiquitin-conjugating enzyme 9 (UBC9) 接上 SUMO 蛋白質,而 UBC9 能導致病毒複製能力上升 (Chen et al., 2013)。實驗室先前的研究也發現白蝦體內的 LvYY1 經由非典型的 YY1 的 DNA 結合序列促進白點症病毒極早期基因 wssv108 的轉錄活性 (蔡沛賜, 2015),可以 推測 LvYY1 與 WSSV108 蛋白質對於白點症病毒的致病機轉可能有緊密的關聯 性。但對於其詳細作用機制仍須進一步釐清。

5. YY1 家族轉錄因子

轉錄因子能藉由其相似的序列或是功能區分成幾個家族,其中,Yin-yang 1 (YY1) 家族轉錄因子是具有相似度很高的鋅指結構區,能藉由此結構結合並活化 下游基因啟動子,而此結構區具有結合保守序列 CCAT 的特性。前人研究較多的 人類 YY1 蛋白質具有 414 個胺基酸,N 端具有數個轉錄活化區域及蛋白質結合區 域,而 C 端具有數個保守性高的鋅指結構區 (Bushmeyer et al., 1995; Do Kim et al., 2009)。人類 YY1 會藉由其高保守性的結合區自我活化 (autoregulated) 並維持表 現量 (Kim et al., 2009)。前人研究也發現 YY1 蛋白質與多種蛋白質調節生物體內 的平衡,如細胞生長週期、細胞分化與細胞凋亡等 (Gordon et al., 2006);除此之 外,前人也發現許多人類 YY1 蛋白質能調控病毒極早期基因,如 Epstein-Barr 病 毒的極早期基因 BRLF1 的表現,會受到人類 YY1 蛋白質抑制而維持在潛伏期 (Zalani et al., 1997);卡波西斯肉瘤皰疹病毒 (Kaposi's sarcoma-associated herpes-virus) 極早期基因 ORF50 會被 YY1 蛋白質活化促使病毒走向溶裂期 (Chang et al., 2011)。本實驗室日前成功自白蝦 (Litopenaeus vanammei) 利用 RT-PCR (reverse transcription-PCR) 成功找出一個與 YY1 家族具有高度相似性的基因,大小為 354 個胺基酸,其 C 端的四個鋅指結構區與人類的 YY1 蛋白質具有 96% 的相似度,

將其命名為 LvYY1(Litopenaeus vannamei Ying-yang 1)。實驗室先前的研究也 發現白蝦體內的 LvYY1 能促進白點症病毒極早期基因 wssv108 及 ie1 的轉錄活性 (黃庭儀, 2014; 蔡沛賜, 2015),可以推測 LvYY1 與 WSSV108 蛋白質對於白點症 病毒的致病機轉可能有緊密的關聯性。

研究目的

白點症病毒使全世界養殖蝦產業遭受嚴重損失,目前尚未發現能商業化的有 效治療方式,而白點症病毒大部份的 ORF 無法利用其他物種的序列進行功能分 析,因此早期白點症病毒的相關研究,都是參考已知的 DNA 病毒,如人類單純 皰疹病毒第一型 (Herpes simplex virus Type I) 作為切入點去進行探討。當白點症 病毒感染蝦宿主後,會開始大量複製並破壞蝦宿主細胞,導致宿主死亡,與 DNA 病毒進入溶裂期的現象相似。極早期基因的表現是病毒進入溶裂期的關鍵,極早 期蛋白質通常為轉錄因子,能進一步活化下游的早期及晚期基因,但白點症病毒 目前未發現具有調控下游基因轉錄活化能力的極早期蛋白質。 本研究發現 WSSV108 可能是白點症病毒當中第一個具有序列專一性的轉錄因子,是白點症 病毒進入溶裂期的關鍵調控因子之一。

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