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组蛋白及其乙酰化修饰通过控制染色体的状态影响基因的表达,参与调控细胞分裂、细胞凋亡和免疫反应等多种生物学功能。组蛋白乙酰化与去乙酰化分别是由组蛋白乙酰转移酶(histone acetyltransferase,HAT)和组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase,HDAC)催化完成。HDAC抑制剂(HDAC inhibitor,HDI)可以抑制组蛋白的去乙酰化过程,在机体受到损伤时,可以有效减轻炎症损伤。本研究通过多种生物信息学方法,对马氏珠母贝的组蛋白、HAT和HDAC进行了分子鉴定,分析了它们在植核后血细胞转录组中的变化,并采用RNA-seq等技术分析了HDI对珍珠贝移植免疫的影响。主要结果如下:1、组蛋白的鉴定及其在植核后的表达变化:组蛋白H1在马氏珠母贝基因组中含有22个,呈现物种特异性扩张模式。多序列比对分析发现,组蛋白H1的序列保守性较差,在马氏珠母贝和牡蛎中均存在一些序列变异度较大的H1基因,可能为组蛋白H1变异体;在马氏珠母贝血细胞转录组中表达11个组蛋白H1,它们的表达量在植核后3 d到6 d都有明显的上升,在植核后12 d基本恢复,说明组蛋白H1参与调控移植免疫。马氏珠母贝基因组中含有2个H2A、1个H2B、1个H3和2个H4,呈现收缩现象;序列分析发现1个H2A变异体和1个H4变异体;除了H2A变异体,其它H2A、H2B、H3和H4均在植核后发生不同程度的表达变化,说明它们也参与调控珍珠贝移植免疫;2、HAT和HDAC的鉴定及其在植核后的表达变化:马氏珠母贝基因组中含有2个HAT基因家族(GNAT和MYST)的8个基因,包括1个KAT2、1个KAT1、1个KAT5、3个KAT8、1个KAT7和1个KAT6B;进化树分析显示,这些基因分别与人和牡蛎的相同基因家族聚在一起;序列分析结果显示,HAT家族包括18个保守氨基酸序列,其中保守序列1、2和3存在于所有所分析的MYST家族基因中;序列5、8、14存在于所有的GNAT家族基因中;结构域分析结果显示MYST家族的所有基因都含有MOZ＿SAS结构域,GNAT家族的基因都含有Acetyltransf＿1或Hat1＿N结构域,说明其序列的保守性。在马氏珠母贝基因组中含有18个HDAC基因,其中Ⅰ类有3个,Ⅱ类有3个,Ⅲ类有10个,Ⅳ类有2个。第Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ类HDAC家族的motif分析显示该家族含有21个保守氨基酸序列,它们组成及分布的位置不同,说明该家族成员存在结构上的多样性。Ⅲ类家族成员含有3个保守氨基酸序列,其中保守序列2、4和5存在于所有的Ⅲ类家族成员中。对四类HDAC蛋白序列进行结构域预测,结果显示,三物种中Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ类HDAC均包含有一个和多个Hist-deacety1结构域,而Ⅲ类HDAC中均含有1-2个SIR2结构域。所有的HAT和HDAC都可以在马氏珠母贝血细胞转录组中检测到,且大部分HAT在植核后的表达没有发生变化,HDAC部分上调部分下调。组蛋白乙酰化含量检测分析表明,在植核后6 h,12 h和24h,血细胞组蛋白H3和H4的乙酰化修饰比例比对照组(未植核贝)显著上升,说明组蛋白乙酰化修饰参与调控珍珠贝的移植免疫;3、HDI对马氏珠母贝移植免疫的影响:HDI或PBS(对照组)注射后植核,在植核后不同时间点(6 h、12 h、24 h和48 h)抽取血细胞进行乙酰化检测和转录组分析。结果显示,植核后6-24 h,组蛋白H3的乙酰化修饰比例上升,H4的乙酰化修饰比例没有发生改变;转录组分析表明,植核后6 h,HDI组与对照组相比共有3160个DEG,这些DEG显著性富集在溶酶体、黏附连接、肌动蛋白细胞骨架的调节和局部黏附等信号通路,基因表达水平分析表明溶酶体相关酶基因在HDI组显著高表达,而细胞迁移相关基因在HDI组低表达,说明HDI处理激活了溶酶体信号通路,抑制了细胞迁移;植核后12 h,HDI组与对照组相比有2671个DEG,功能富集通路主要有DNA复制、细胞周期、核苷酸切除修复、基础切除修复和错配修复,并且通路中大部分基因发生下调,说明HDI处理抑制了植核贝血细胞的增殖能力;植核后24 h共有1912个差异基因,功能富集通路主要有胞质DNA传感途径、NOD样受体信号通路、NF-k B信号通路、细胞凋亡、TNF信号通路等,基因表达水平结果说明胞内模式识别受体(c GAS、NLRP3、NLRC4)和凋亡抑制基因BIRC2/3在HDI组高表达,而NF-k B信号通路负调控相关基因(NFKBIA和TRAF3)在HDI组高表达,说明HDI处理激活了胞内免疫反应,但抑制了NF-k B和细胞凋亡通路,通过细胞凋亡检测发现,HDI组和对照组的凋亡细胞比例没有显著性差异;植核后48 h共有3113个差异基因,功能富集通路与24 h一致,HDI组胞内模式受体相关基因仍然高表达,但细胞凋亡和NF-kb信号通路在两组之间的差异基因比例在缩小,说明HDI效果在减弱。4、HDI处理对植核贝血清免疫指标的影响:与PBS(对照组)相比,HDI处理导致亮氨酸氨基肽酶(LAP)和过氧化氢酶(CAT)的酶活力在植核后6 h、12 h和24 h显著高表达;酚氧化酶(PO)和超氧化物歧化酶(SOD)的酶活力在植核后6 h、12 h、24 h和48 h均显著高表达;谷胱甘肽过氧化酶(GSH-Px)的酶活力在植核后24 h和48 h显著高表达;溶菌酶(LYS)的酶活力在植核后24 h显著高表达;碱性磷酸酶(ALP)和丙二醛(MDA)的酶活力在植核后12 h和48 h显著高表达;酸性磷酸酶(ACP)的酶活力在两组之间没有显著性差异(P<0.05),说明HDI可以激活珍珠贝的体液免疫系统。