アメリカのロブスターの造血（Homarus americanus）における細胞外の小胞および翻訳後タンパク質の脱イミネーションシグネチャ

アメリカのロブスター（Homarus americanus）は、100年までの異常な長寿命と寿命の比較動物モデルを持つ商業的に重要な甲殻類です。したがって、その免疫系と生理学の研究は、産業と比較免疫学の研究の両方で非常に重要です。ペプチジルアルギニンデイミナーゼ（PAD）は、アルギニンのシトルリンへの変換を介して翻訳後タンパク質脱メジットを触媒する系統発生的に保存された酵素ファミリーです。これは、構造的および機能的なタンパク質の変化につながる可能性があり、時には健康と病気においてタンパク質の月明かりに寄与します。パッドはまた、細胞外小胞（EV）の細胞放出を調節します。これは、通常の生理学と免疫応答の両方において、細胞通信の重要な部分です。これまで、甲殻類におけるEVに関する研究は限られており、パッドも関連性タンパク質の脱イミネーションも甲殻類の種で研究されていません。現在の研究では、アメリカのロブスターの造血におけるEVおよび脱ミネーション署名を評価しました。ロブスターEVは、10-500NMサイズの範囲でポリジスパースされた集団であることがわかりました。Lobster Haemolymphでは、9つの重要な免疫タンパク質と代謝タンパク質が翻訳後に除去されていることが確認されましたが、さらに41の抑止されたタンパク質ヒットが甲殻類のデータベースを検索するときに特定されました。kegg（遺伝子とゲノムの京都百科事典）およびこれらの決定されたタンパク質のGO（遺伝子オントロジー）濃縮分析により、抗病原性（ウイルス、バクテリア、真菌）や宿主とパソジェンの相互作用を含む多くの免疫に関連するKEGGおよびGO経路が明らかになりました。代謝経路、小胞およびエキソソーム放出の調節、ミトコンドリア機能、ATP生成、遺伝子調節、テロメラーゼ恒常性、発達プロセス。現在の研究でロブスターで報告されたEVの特性評価、および翻訳後の除化署名は、甲殻類で初めて、種特異的および系統発生的に保存されたタンパク質の両方のタンパク質ムーンライト機能と、この長い長いコミュニケーションにおけるEVを介したコミュニケーションに関する洞察を提供します。- 繁殖甲殻類。さらに、現在の研究では、ロブスター養殖のための新しいバイオマーカー発見の基礎を築きます。

The American lobster (Homarus americanus) is a commercially important crustacean with an unusual long life span up to 100 years and a comparative animal model of longevity. Therefore, research into its immune system and physiology is of considerable importance both for industry and comparative immunology studies. Peptidylarginine deiminases (PADs) are a phylogenetically conserved enzyme family that catalyses post-translational protein deimination via the conversion of arginine to citrulline. This can lead to structural and functional protein changes, sometimes contributing to protein moonlighting, in health and disease. PADs also regulate the cellular release of extracellular vesicles (EVs), which is an important part of cellular communication, both in normal physiology and in immune responses. Hitherto, studies on EVs in Crustacea are limited and neither PADs nor associated protein deimination have been studied in a Crustacean species. The current study assessed EV and deimination signatures in haemolymph of the American lobster. Lobster EVs were found to be a poly-dispersed population in the 10-500 nm size range, with the majority of smaller EVs, which fell within 22-115 nm. In lobster haemolymph, 9 key immune and metabolic proteins were identified to be post-translationally deiminated, while further 41 deiminated protein hits were identified when searching against a Crustacean database. KEGG (Kyoto encyclopedia of genes and genomes) and GO (gene ontology) enrichment analysis of these deiminated proteins revealed KEGG and GO pathways relating to a number of immune, including anti-pathogenic (viral, bacterial, fungal) and host-pathogen interactions, as well as metabolic pathways, regulation of vesicle and exosome release, mitochondrial function, ATP generation, gene regulation, telomerase homeostasis and developmental processes. The characterisation of EVs, and post-translational deimination signatures, reported in lobster in the current study, and the first time in Crustacea, provides insights into protein moonlighting functions of both species-specific and phylogenetically conserved proteins and EV-mediated communication in this long-lived crustacean. The current study furthermore lays foundation for novel biomarker discovery for lobster aquaculture.