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动物研究所周树堂研究组关于保幼激素调控细胞多倍性及飞蝗生殖力的成果在PLoS Genetics发表

来源:中国科学院动物研究所科技与条件支撑处 朱江日期:2014-10-02
昆虫具有很强的生殖能力。例如,每只雌性飞蝗产卵达300-400粒。与果蝇不同,飞蝗的卵小管属于无滋式,即卵小管没有滋养细胞,卵成熟所需的营养和大分子主要在脂肪体中合成,通过血淋巴运输到发育中的卵母细胞。而且,飞蝗的卵子产生包括卵黄生成和卵母细胞成熟主要是由保幼激素(juvenile hormone, JH)调控。但是,对以飞蝗为代表的具有无滋式卵小管及由保幼激素调节的生殖过程的分子机理缺乏了解,相关的研究报道较少。

细胞多倍性在昆虫脂肪体、卵泡细胞、滋养细胞、中肠和唾液腺中广泛存在,具有十分重要的生理功能,也受昆虫激素例如保幼激素的调节,但其中的分子调控机制不清楚。

该研究组利用飞蝗为模式,首次发现保幼激素受体复合体Met/SRC通过与DNA复制基因Mcm4和Mcm7启动子区域的E-box或E-box-like的DNA元件结合调控其表达水平,影响飞蝗脂肪体细胞的多倍性,进而调节卵黄原蛋白的大量生成和约40个卵小管中的首卵成熟。研究成果发表于PLoS Genetics。郭伟副研究员和吴忠霞博士研究生为共同第一作者,周树堂研究员为通讯作者。
此外,周树堂研究组提出并验证了JH-Met-Kr-h1信号通路既抑制昆虫从幼虫到蛹的变态,也促进昆虫成虫生殖的假说,结果发表在Insect Biochemistry and Molecular Biology (2014 Sep; 52:94-101. doi: 10.1016/j.ibmb.2014.07.001),宋佳晟博士研究生为第一作者,周树堂研究员为通讯作者。在RNA干扰的研究中,该研究组发现dsRNA不能进入卵泡细胞和卵母细胞以及dsRNA在血淋巴中的快速降解是在飞蝗卵巢中不能有效实现RNA干扰的主要原因,论文发表于Insect Molecular Biology (2014 Apr; 23(2):175-84. doi: 10.1111/imb.12074),任妲妮博士研究生为该论文的第一作者,周树堂研究员为通讯作者。
以上研究得到了中国科学院“百人计划”、国家自然科学基金和973项目的资助。