Pelemahan genom sintetik Macrobrachium rosenbergii Nodavirus dan kesan jangkitan terhadap sel Spodoptera frugiperda menggunakan analisis perbandingan Proteom

Abstract

Macrobrachium rosenbergii nodavirus (MrNV) adalah virus yang dikelaskan dalam keluarga Nodaviridae dan boleh menyebabkan penyakit keputihan otot atau keputihan pada ekor (white muscle disease/white tail disease) dalam udang galah air tawar, Macrobrachium rosenbergii. Penyakit ini boleh menyebabkan 100% kematian anak udang galah di peringkat larva, pasca larva (PL) dan awal juvenil. Objektif kajian ini adalah untuk membandingkan genom RNA Nodaviridae iaitu alfa-, beta- dan gammanodavirus, merekabentuk konstruk genom virus sintetik yang telah dilemahkan dengan menggunakan strategi penyahoptimuman kodon sinonim pada genom berfungsi dalam virus, mengenal pasti kesan jangkitan dan patogenesis virus sintetik yang telah dilemahkan terhadap sel Sf9, dan membandingkan corak pengekpresan protein terbeza antara genom MrNV jenis liar dan sintetik terhadap sel Sf9 pada tiga tahap pasca jangkitan iaitu 0 jam, 48 jam, dan 96 jam. Analisis perbandingan komposisi genom antara ahli Nodaviridae mendapati evolusi nodavirus merujuk kepada mutasi yang bercirikan pengkhususan spesies perumah. Genom betanodavirus yang kaya dengan GC nukleotida tetapi sangat kekurangan dalam komposisi dinucleotides UpA dan UpU, manakala genom gammanodavirus yang kaya dengan AU nukleotida tetapi kekurangan dalam dinucleotide CpG. Oleh itu, sebanyak 125 kodon sinonim di dalam RNA2 MrNV telah dikodkan semula dan mempunyai persamaan 84% jujukan nukleotida berbanding jenis liar. Sel Sf9 yang ditransfeksikan dengan klon jenis liar menunjukkan kesan sitopatogenik iaitu peningkatan saiz akibat pembengkakan sitoplasma dan pengagregatan sel yang dijangkiti ke dalam gumpalan pelbagai saiz. Manakala, sel Sf9 yang telah ditransfeksikan dengan klon mutan menunjukkan pembengkakan sitoplasma dan pengagregatan sel minima yang tidak ketara. Jangkitan MrNV mutan dan jenis liar menunjukkan corak profil proteome yang sama terhadap kawalan pada setiap peringkat tetapi mempunyai perbezaan magnitud lipat ganda ekspresi yang signifikan. Analisis GO menunjukkan kemerosotan kecergasan jangkitan MrNV mutan dalam metabolisme protein (proses biologi), fungsi molekular lain (fungsi molekular) dan radas terjemahan (komponen sel) manakala, analisis tapak jalan menunjukkan kemerosotan kecergasan dalam perencatan mekanisma terjemahan perumah berbanding MrNV jenis liar. Hasil analisis proteomik ini konsisten dengan penurunan nilai jangkaan CAI dan ketidakupayaan MrNV mutan untuk mengeksploitasi jentera biologi perumah sepenuhnya.