Published November 17, 2015
| Version v1
Publication
Open
Differential sialotranscriptomes of unfed and fed Rhipicephalus haemaphysaloides, with particular regard to differentially expressed genes of cysteine proteases
- 1. Shanghai Veterinary Research Institute
- 2. Chinese Academy of Agricultural Sciences
Description
Rhipicephalus haemaphysaloides, a hard tick, is a common ectoparasite and can be found in many countries. It is recognized as the primary vector of bovine babesiosis in the south of China. During blood feeding, the tick's salivary glands secret numerous essential multifunctional proteins. In this study, a R. haemaphysaloides salivary gland transcriptome was described following the production and analysis of the transcripts from the two cDNA libraries of unfed and fed female ticks. The study focused on the differentially expressed genes and cysteine proteases, which play essential roles in the tick life cycle, that were detected most commonly in the up-regulation libraries.The sialotranscriptome was assembled and analyzed though bioinformatic tools and the cysteine protease which is differentially expressed form sialotranscriptome were confirmed by Real-time PCR in salivary glands and different developments of ticks.On the basis of sequence similarities with other species in various databases, we analyzed the unfed and fed sialotranscriptome of R. haemaphysaloides to identify the differentially expressed proteins secreted from the salivary glands during blood feeding and to investigate their biological functions. There were 25,113 transcripts (35 % of the total assembled transcripts) that showed significant similarity to known proteins with high BLAST from other species annotated. In total, 88 % and 89 % of the sequencing reads could be mapped back to assembled sequences in the unfed and fed library, respectively. Comparison of the abundance of transcripts from similar contigs of the two salivary gland cDNA libraries allowed the identification of differentially expressed genes. In total, there were 1179 up-regulated genes and 574 down-regulated genes found by comparing the two libraries. Twenty-five predicted cysteine proteases were screened from the transcript databases, whereas only six protein molecules were confirmed by gene cloning and molecular expression in E.coli which all belonged to the cysteine protease family. Bioinformatic evolutionary analysis showed the relationship of cysteine proteases in ticks with those of other species, suggesting the origin and conservation of these genes. Analysis of sequences from different tick species indicated the further relationships among the proteases, suggesting the closely related function of these genes. Thus, we confirmed their changes in unfed, fed and engorged ticks and salivary glands. The dynamic changes revealed their important roles in the tick life cycle.Our survey provided an insight into the R. haemaphysaloides sialotranscriptome. The dynamic changes of cysteine proteases in ticks will assist further study of these proteases, which may contribute to the development of anti-tick vaccines or drugs, as well as improving understanding of the roles of cysteine proteases in the tick life cycle.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
Rhipicephalus hemaphysaloides، القراد الصلب، هو طفيلي خارجي شائع ويمكن العثور عليه في العديد من البلدان. ومن المسلم به أنه الناقل الرئيسي لداء البابسيات البقري في جنوب الصين. أثناء تغذية الدم، تفرز الغدد اللعابية للقراد العديد من البروتينات الأساسية متعددة الوظائف. في هذه الدراسة، تم وصف نسخة من الغدة اللعابية R. hemaphysaloides بعد إنتاج وتحليل النصوص من مكتبتين cDNA من القراد الإناث غير المتغذيات والمغذيات. ركزت الدراسة على الجينات المعبر عنها بشكل تفاضلي وبروتيز السيستين، والتي تلعب أدوارًا أساسية في دورة حياة القراد، والتي تم اكتشافها بشكل شائع في مكتبات التنظيم الأعلى. تم تجميع اللعابي وتحليله من خلال أدوات المعلوماتية الحيوية وتم تأكيد بروتياز السيستين الذي يتم التعبير عنه بشكل تفاضلي من خلال تفاعل البوليميراز المتسلسل في الوقت الفعلي في الغدد اللعابية والتطورات المختلفة للقراد. على أساس تشابه التسلسل مع الأنواع الأخرى في قواعد بيانات مختلفة، قمنا بتحليل اللعابي اللعابي والمغذي لـ R. hemaphysaloides لتحديد البروتينات المعبر عنها بشكل تفاضلي والتي تفرز من الغدد اللعابية أثناء تغذية الدم والتحقيق في وظائفها البيولوجية. كان هناك 25113 نسخة (35 ٪ من إجمالي النصوص المجمعة) أظهرت تشابهًا كبيرًا مع البروتينات المعروفة ذات الانفجار العالي من الأنواع الأخرى المشروحة. في المجموع، يمكن تعيين 88 ٪ و 89 ٪ من قراءات التسلسل مرة أخرى إلى تسلسلات مجمعة في المكتبة غير المجهزة والمكتبة المغذية، على التوالي. سمحت مقارنة وفرة النصوص من تجاورات مماثلة لمكتبتين من الغدد اللعابية cDNA بتحديد الجينات المعبر عنها بشكل تفاضلي. في المجموع، كان هناك 1179 جينًا خاضعًا للتنظيم المسبق و 574 جينًا خاضعًا للتنظيم المنخفض تم العثور عليها من خلال مقارنة المكتبتين. تم فحص خمسة وعشرين بروتياز سيستين متوقع من قواعد بيانات النسخ، في حين تم تأكيد ستة جزيئات بروتينية فقط من خلال استنساخ الجينات والتعبير الجزيئي في الإشريكية القولونية التي تنتمي جميعها إلى عائلة بروتياز السيستين. أظهر التحليل التطوري المعلوماتي الحيوي علاقة بروتياز السيستين في القراد مع تلك الأنواع الأخرى، مما يشير إلى أصل هذه الجينات والحفاظ عليها. أشار تحليل تسلسلات من أنواع مختلفة من القراد إلى المزيد من العلاقات بين البروتياز، مما يشير إلى الوظيفة وثيقة الصلة لهذه الجينات. وبالتالي، أكدنا تغيراتها في القراد غير المغذي والمغذي والمحتقن والغدد اللعابية. كشفت التغييرات الديناميكية عن أدوارها المهمة في دورة حياة القراد. قدم استطلاعنا نظرة ثاقبة على R. hemaphysaloides sialotranscriptome. ستساعد التغيرات الديناميكية في بروتياز السيستين في القراد على إجراء مزيد من الدراسة لهذه البروتياز، والتي قد تساهم في تطوير لقاحات أو أدوية مضادة للقراد، بالإضافة إلى تحسين فهم أدوار بروتياز السيستين في دورة حياة القراد.Translated Description (French)
Rhipicephalus haemaphysaloides, une tique dure, est un ectoparasite commun et peut être trouvé dans de nombreux pays. Il est reconnu comme le principal vecteur de la babésiose bovine dans le sud de la Chine. Pendant l'alimentation sanguine, les glandes salivaires de la tique sécrètent de nombreuses protéines multifonctionnelles essentielles. Dans cette étude, un transcriptome de la glande salivaire de R. haemaphysaloides a été décrit à la suite de la production et de l'analyse des transcrits des deux banques d'ADNc de tiques femelles non nourries et nourries. L'étude s'est concentrée sur les gènes exprimés de manière différentielle et les cystéines protéases, qui jouent des rôles essentiels dans le cycle de vie des tiques, qui ont été détectés le plus souvent dans les bibliothèques de régulation positive. Le sialotranscriptome a été assemblé et analysé grâce à des outils bioinformatiques et la cystéine protéase qui est exprimée de manière différentielle sous forme de sialotranscriptome a été confirmée par PCR en temps réel dans les glandes salivaires et différents développements de tiques. Sur la base des similitudes de séquence avec d'autres espèces dans diverses bases de données, nous avons analysé le sialotranscriptome non nourri et nourri de R. haemaphysaloides pour identifier les protéines exprimées de manière différentielle sécrétées par les glandes salivaires pendant l'alimentation sanguine et pour étudier leurs fonctions biologiques. Il y avait 25 113 transcrits (35 % du total des transcrits assemblés) qui présentaient une similitude significative avec les protéines connues avec un BLAST élevé d'autres espèces annotées. Au total, 88 % et 89 % des lectures de séquençage ont pu être mappées sur des séquences assemblées dans la bibliothèque non alimentée et alimentée, respectivement. La comparaison de l'abondance des transcrits provenant de contigs similaires des deux banques d'ADNc des glandes salivaires a permis l'identification de gènes exprimés de manière différentielle. Au total, 1179 gènes régulés à la hausse et 574 gènes régulés à la baisse ont été trouvés en comparant les deux bibliothèques. Vingt-cinq protéases à cystéine prédites ont été criblées à partir des bases de données de transcrits, alors que seulement six molécules de protéines ont été confirmées par clonage de gènes et expression moléculaire chez E. coli qui appartenaient tous à la famille des protéases à cystéine. L'analyse évolutive bioinformatique a montré la relation des protéases à cystéine chez les tiques avec celles d'autres espèces, suggérant l'origine et la conservation de ces gènes. L'analyse des séquences de différentes espèces de tiques a indiqué les relations supplémentaires entre les protéases, suggérant la fonction étroitement liée de ces gènes. Ainsi, nous avons confirmé leurs changements dans les tiques et les glandes salivaires non nourries, nourries et engorgées. Les changements dynamiques ont révélé leurs rôles importants dans le cycle de vie des tiques. Notre enquête a fourni un aperçu du sialotranscriptome de R. haemaphysaloides. Les changements dynamiques des cystéines protéases chez les tiques aideront à poursuivre l'étude de ces protéases, ce qui peut contribuer au développement de vaccins ou de médicaments antiadhésifs, ainsi qu'à améliorer la compréhension des rôles des cystéines protéases dans le cycle de vie des tiques.Translated Description (Spanish)
Rhipicephalus haemaphysaloides, una garrapata dura, es un ectoparásito común y se puede encontrar en muchos países. Es reconocido como el principal vector de babesiosis bovina en el sur de China. Durante la alimentación sanguínea, las glándulas salivales de la garrapata secretan numerosas proteínas multifuncionales esenciales. En este estudio, se describió un transcriptoma de la glándula salival de R. haemaphysaloides después de la producción y el análisis de los transcritos de las dos bibliotecas de ADNc de garrapatas hembras no alimentadas y alimentadas. El estudio se centró en los genes expresados diferencialmente y las cisteína proteasas, que desempeñan papeles esenciales en el ciclo de vida de las garrapatas, que se detectaron con mayor frecuencia en las bibliotecas de regulación positiva. El sialotranscriptoma se ensambló y analizó a través de herramientas bioinformáticas y la cisteína proteasa que se expresa diferencialmente a partir del sialotranscriptoma se confirmaron mediante PCR en tiempo real en glándulas salivales y diferentes desarrollos de garrapatas. Sobre la base de las similitudes de secuencia con otras especies en varias bases de datos, analizamos el sialotranscriptoma no alimentado y alimentado de R. haemaphysaloides para identificar las proteínas expresadas diferencialmente secretadas por las glándulas salivales durante la alimentación sanguínea e investigar sus funciones biológicas. Hubo 25,113 transcritos (35 % del total de transcritos ensamblados) que mostraron una similitud significativa con las proteínas conocidas con alto BLAST de otras especies anotadas. En total, el 88 % y el 89 % de las lecturas de secuenciación podrían mapearse de nuevo a secuencias ensambladas en la biblioteca no alimentada y alimentada, respectivamente. La comparación de la abundancia de transcritos de cóntigos similares de las dos bibliotecas de ADNc de glándulas salivales permitió la identificación de genes expresados diferencialmente. En total, se encontraron 1179 genes regulados positivamente y 574 genes regulados negativamente al comparar las dos bibliotecas. Se analizaron veinticinco cisteína proteasas predichas de las bases de datos de transcritos, mientras que solo seis moléculas de proteína se confirmaron mediante clonación génica y expresión molecular en E. coli, todas las cuales pertenecían a la familia de la cisteína proteasa. El análisis evolutivo bioinformático mostró la relación de las cisteína proteasas en garrapatas con las de otras especies, lo que sugiere el origen y la conservación de estos genes. El análisis de secuencias de diferentes especies de garrapatas indicó las relaciones adicionales entre las proteasas, lo que sugiere la función estrechamente relacionada de estos genes. Por lo tanto, confirmamos sus cambios en garrapatas y glándulas salivales no alimentadas, alimentadas e hinchadas. Los cambios dinámicos revelaron sus importantes funciones en el ciclo de vida de las garrapatas. Nuestra encuesta proporcionó una visión del sialotranscriptoma de R. haemaphysaloides. Los cambios dinámicos de las cisteína proteasas en las garrapatas ayudarán a seguir estudiando estas proteasas, lo que puede contribuir al desarrollo de vacunas o fármacos contra las garrapatas, así como a mejorar la comprensión de las funciones de las cisteína proteasas en el ciclo de vida de las garrapatas.Files
s13071-015-1213-7.pdf
Files
(1.0 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:d5a11b736dea0c1e2d583ccf43744c0d
|
1.0 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- ترانسكريبتومات لعابية تفاضلية من ريبيسيفالوس هيمافيسالويدس غير المغذية والمغذية، مع إيلاء اهتمام خاص للجينات المعبر عنها بشكل تفاضلي من بروتياز السيستين
- Translated title (French)
- Sialotranscriptomes différentiels de Rhipicephalus haemaphysaloides non nourris et nourris, en particulier en ce qui concerne les gènes différentiellement exprimés des cystéines protéases
- Translated title (Spanish)
- Sialotranscriptomas diferenciales de Rhipicephalus haemaphysaloides no alimentados y alimentados, con particular atención a los genes expresados diferencialmente de cisteína proteasas
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2175476850
- DOI
- 10.1186/s13071-015-1213-7
References
- https://openalex.org/W1490496509
- https://openalex.org/W1523693806
- https://openalex.org/W1535820401
- https://openalex.org/W1555054913
- https://openalex.org/W191310840
- https://openalex.org/W1964565569
- https://openalex.org/W1968946043
- https://openalex.org/W1972767597
- https://openalex.org/W1976716717
- https://openalex.org/W1977862301
- https://openalex.org/W1979748545
- https://openalex.org/W1989802756
- https://openalex.org/W1993162037
- https://openalex.org/W1998639445
- https://openalex.org/W2006831503
- https://openalex.org/W2016599845
- https://openalex.org/W2025355874
- https://openalex.org/W2029206052
- https://openalex.org/W2030789798
- https://openalex.org/W2031456306
- https://openalex.org/W2032897380
- https://openalex.org/W2034379333
- https://openalex.org/W2035273924
- https://openalex.org/W2036464358
- https://openalex.org/W2039870404
- https://openalex.org/W2041850755
- https://openalex.org/W2042577315
- https://openalex.org/W2043141764
- https://openalex.org/W2044113384
- https://openalex.org/W2049797765
- https://openalex.org/W2051216062
- https://openalex.org/W2056131796
- https://openalex.org/W2063800518
- https://openalex.org/W2065031087
- https://openalex.org/W2065315136
- https://openalex.org/W2065592028
- https://openalex.org/W2070985046
- https://openalex.org/W2073678899
- https://openalex.org/W2075428144
- https://openalex.org/W2078128415
- https://openalex.org/W2078144537
- https://openalex.org/W2080160695
- https://openalex.org/W2081983308
- https://openalex.org/W2087968540
- https://openalex.org/W2089488835
- https://openalex.org/W2089627345
- https://openalex.org/W2090982370
- https://openalex.org/W2094012816
- https://openalex.org/W2094100452
- https://openalex.org/W2097382368
- https://openalex.org/W2098080698
- https://openalex.org/W2102101596
- https://openalex.org/W2103017472
- https://openalex.org/W2107277218
- https://openalex.org/W2110425383
- https://openalex.org/W2119034410
- https://openalex.org/W2123060905
- https://openalex.org/W2123621585
- https://openalex.org/W2126419817
- https://openalex.org/W2128163368
- https://openalex.org/W2128528051
- https://openalex.org/W2137211177
- https://openalex.org/W2138018148
- https://openalex.org/W2141965312
- https://openalex.org/W2145866317
- https://openalex.org/W2154431984
- https://openalex.org/W2157318523
- https://openalex.org/W2158714788
- https://openalex.org/W2166265186
- https://openalex.org/W2170551349
- https://openalex.org/W2171030481
- https://openalex.org/W2192080449
- https://openalex.org/W2317591856
- https://openalex.org/W2344005056
- https://openalex.org/W2402210233
- https://openalex.org/W4232749608
- https://openalex.org/W91180698