スズメバチの卵のメラニン化されたカプセル化における甲虫の乳首からのプロフノロキシダーゼ1の役割

宿主免疫系の機能を探ることは、宿主寄生虫の相互作用を理解するのに役立ちます。プロプロエノロキシダーゼ（PPO）は、スズメバチの卵のカプセル化中の防御的なメラニゼーションにおいて重要です。ただし、複数のPPOシーケンスの存在は、個々のPPOの特定の機能を調査することの難しさを増加させます。私たちは以前、NIPAパームヒスピッドビートルであるOctodonta Nipaeで3つのPPOを特定しました。私たちの現在の研究は、ONPPO1とONPPO2がIII型銅ファミリーの典型的な特性を持っていることを示しましたが、ONPPO3には保存されたヒスチジン残基がなく、その活性部位はGLNに置き換えられました。ONPPOは血球で最も高い発現を示しましたが、ONPPO3はONPPO1およびONPPO2の発現と比較して非常に低い存在量を示し、ONPPO1のみがスズメバチ感染後に迅速な反応を示しました。ONPPO1ノックダウンはカプセル化指数を減少させ、メラニゼーションを阻害しましたが、ONPPO3のサイレンシングはカプセル化とメラニゼーションに悪影響を及ぼさず、ONPPO2のサイレンシングは低いRNAi効率を示しました。さらに、組換えonppo1の切断は、PO活性が高い62 kDaフラグメントを生成しました。ONPPO1は、卵巣細胞、顆粒球、およびプラスマトサイトによって生成され、カプセル形成中にスズメバチの卵の周りに分布しました。全体として、我々の結果は、ONPPO1のタンパク質分解切断が、スズメバチの卵のメラン化されたカプセル化において重要な役割を果たすことを示しています。この発見は、この侵入性甲虫のPPO活性化のメカニズムを照らし、その生物学的制御のためのガイダンスを提供します。

Exploring the function of the host immune system can help to understand the host-parasitoid interaction. Prophenoloxidase (PPO) is crucial in defensive melanization during the encapsulation of wasp eggs. However, the existence of multiple PPO sequences increases the difficulty of exploring the specific functions of individual PPOs. We previously identified three PPOs in the nipa palm hispid beetle, Octodonta nipae. Our current work showed that OnPPO1 and OnPPO2 possessed the typical characteristics of the type III copper family, but OnPPO3 lacked the conserved histidine residues, and its active sites were substituted with Gln. OnPPOs showed the highest expression in hemocytes, but OnPPO3 presented extremely low abundance compared with that of OnPPO1 and OnPPO2, and only OnPPO1 showed a quick response after wasp infection. OnPPO1 knockdown decreased the encapsulation index and inhibited melanization, whereas silencing of OnPPO3 appeared to have no adverse effect on encapsulation and melanization, and silencing of OnPPO2 presented low RNAi efficiency. Moreover, the cleavage of recombinant OnPPO1 produced a 62 kDa fragment with high PO activity. OnPPO1 could be produced by oenocytoids, granulocytes and plasmatocytes, and was distributed around wasp eggs during capsule formation. Overall, our results indicate that proteolytic cleavage of OnPPO1 plays key roles in the melanized encapsulation of wasp eggs. This finding illuminates the mechanism of PPO activation in this invasive beetle and provides guidance for its biological control.