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实验室程道军研究员课题组在PNAS发表昆虫内分泌激素合成调控研究新成果
发布时间:2018-03-23 查看 0次   字体:[] [] []



      3月22日,PNAS在线发表了家蚕基因组生物学国家重点实验室(西南大学)夏庆友教授团队程道军研究员课题组完成的题为“Krüppel homolog 1 represses insect ecdysone biosynthesis by directly inhibiting the transcription of steroidogenic enzymes”的研究论文,该论文在家蚕及果蝇中揭示了保幼激素(juvenile hormone, JH)通过信号转导分子Krüppel homolog 1(Kr-h1)抑制蜕皮激素(ecdysone)合成的新机制。




 

     JH和ecdysone是昆虫特有的两种关键内分泌激素,两者分别由咽侧体(CA)和前胸腺(PG)合成分泌,并协同调控了昆虫幼虫生长与变态发育。长期以来,探究JH与ecdysone的功能及互作机制,一直是昆虫生物学研究领域的热点问题之一。有研究显示,JH和ecdysone的合成水平随昆虫生长发育进程变化呈此消彼长式的交替改变,且JH能间接抑制ecdysone的合成。但是,JH能否直接作用于前胸腺并通过信号转导分子Kr-h1直接调控ecdysone的合成,目前知之甚少。


     本研究结合家蚕和果蝇两个模式系统,通过组织特异性遗传操作及个体和细胞水平的生化实验证实,JH可直接作用于前胸腺并诱导Kr-h1表达,Kr-h1进而可直接与ecdysone合成酶基因启动子区的关键顺式作用元件(KBS)结合并诱导启动子发生DNA甲基化,从而抑制ecdysone合成酶基因的转录和ecdysone的合成,最终阻碍蜕皮与变态发育,使幼虫生长状态得以维持。上述发现揭示了昆虫JH信号通路在转录水平直接负调控ecdysone合成的新机制以及表观遗传修饰在ecdysone合成中的潜在调控作用,丰富完善了JH与ecdysone在调控昆虫生长发育过程中的互作网络。



 

 

程道军课题组主要从事昆虫内分泌激素的合成调控、信号转导机制、新功能解析及其在家蚕生长发育遗传调节中的应用研究。近年来,该课题组还发现了体节发育决定因子对家蚕ecdysone合成的正调控以及PKA激酶对ecdysone信号转导分子的磷酸化修饰作用,相关研究成果先后发表于重要学术期刊J Biol Chem(2015,2017)。程道军课题组与美国哈佛大学遗传系著名果蝇遗传学家Norbert Perrimon教授实验室建立了稳定的合作关系,重点分析昆虫内分泌激素信号通路及糖脂代谢调控等,相关合作研究成果分别发表于Cell Metab(2017)、PNAS(2017)和Dev Biol(2013)等知名学术刊物。


博士生张天镭、博士后宋威(美国哈佛大学遗传系)和博士生李政为本文共同第一作者,程道军研究员、Perrimon教授和夏庆友教授为本文共同通讯作者,西南大学为第一作者和通讯作者单位。该研究得到了国家自然科学基金等项目的资助。

 

论文链接:https://doi.org/10.1073/pnas.1800435115





供稿:程道军





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