水生所发现抗病毒天然免疫“核心枢纽”MAVS在低氧胁迫中的新功能
抗病毒先天免疫信号通路接头蛋白MAVS是机体抵御RNA病毒感染的"核心枢纽"。当RNA病毒感染时,细胞中的模式识别受体RIG-I或MDA-5感知病毒RNA分子, 激活定位于线粒体外膜上的MAVS蛋白使其发生寡聚化,从而招募TBK1激酶,使干扰素调控因子IRF3/7发生磷酸化、二聚化,并转位至细胞核,发挥转录因子的活性,诱导I型干扰素和其他抗病毒基因的表达,产生抗病毒效应。因此,MAVS是RNA病毒感染时,宿主抗病毒天然免疫应答的关键蛋白,其功能从鱼类到哺乳动物都十分保守。MAVS的敲除,会显著降低鱼类抵御草鱼呼肠孤病毒(GCRV)等RNA病毒的感染的能力。然而,对于MAVS能否感知其他环境胁迫因素并发挥重要的生物学功能?还知之甚少。
近日,中国科学院水生生物研究所肖武汉团队揭示了MAVS蛋白感知低氧胁迫,并调控低氧信号通路的新功能。研究发现,在低氧胁迫时,MAVS蛋白能感知氧气的变化,发生寡聚化;寡聚化的MAVS蛋白促进E3泛素连接酶TRAF6与线粒体复合物 I 组装关键因子ECSIT结合,促进 ECSIT发生多聚泛素化并进而激活其活性,增强细胞活性氧ROS的产生;细胞中ROS的升高,抑制了脯氨酸羟化酶PHD2的活性,从而稳定低氧诱导因子HIF-α,激活低氧信号传导通路,调控机体的低氧适应与低氧耐受。
团队以斑马鱼为模型,分析发现mavs的敲除会显著抑制低氧信号传导通路下游基因的表达、减少斑马鱼红细胞的生成,降低鱼体的耐低氧能力。此外,还在MAVS敲除的小鼠模型上,验证了这一功能的保守性。
该研究成果于2026年9月9日以“MAVS undergoes aggregation under hypoxia to enhance the hypoxia signaling pathway by promoting the generation of mitochondrial ROS”为题发表于《美国科学院院刊》(PNAS)。孙雪怡博士、朱纯纯助理研究员和刘稳博士研究生为共同第一作者,肖武汉研究员和刘兴研究员为共同通讯作者,桂建芳研究员对该项研究工作的开展提供了关键指导。该研究得到了中国科学院战略性先导专项(B类)、国家自然科学基金、国家重点研发计划和中国博士后基金等项目的资助。
文章链接:www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2612849123

低氧胁迫下,mavs的敲除抑制低氧信号通路和红细胞的生成

低氧胁迫下,mavs的敲除显著减弱斑马鱼的耐低氧能力

MAVS蛋白调控低氧信号通路的工作模式图
