作者:李胜等 来源:《国家科学院院刊》 发布时间:2021/9/24 11:01:47
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昆虫生殖调控机制研究获进展

 

华南师范大学生命科学学院、昆虫科学与技术研究所教授李胜团队揭示了保幼激素(Juvenile hormone, JH)信号促进排卵和维持卵形状的分子机制,丰富了激素调控生殖的理论基础。相关研究9月21日在线发表于美国《国家科学院院刊》。

李胜团队长期从事昆虫发育的激素调控机制研究,取得一系列原创性和开拓性的研究成果,引领该研究方向的发展。该团队前期研究发现,遗传切除JH合成器官咽侧体或者JH合成通路关键酶基因Jhamt突变体等JH合成能力严重下降的雌性果蝇生殖力下降,卵巢变小。

本研究发现,JH受体MetGce的单独突变体Met27Gce2.5K等JH信号下降的雌性果蝇生殖能力也减弱;但令人惊讶的是,该表型是由大量的成熟卵堆积不能排出体内造成,伴随着卵巢变大和腹部膨大;而且所产的卵变短。这些缺陷表型暗示JH信号以一种先前未知的机制来调控卵巢发育。

为了证明卵巢上的具体JH信号,研究人员利用卵巢肌肉细胞和滤泡细胞特异性表达的Gal4品系,驱动标记蛋白GFP表达,再与JH信号指示品系JHRR-LacZ遗传重组。通过细胞共定位检测,确定JHRR-LacZ信号特异表达在卵巢肌肉细胞,说明JH信号在卵巢肌肉细胞中激活。用三种不同的肌肉特异性表达Gal4品系抑制肌肉中JH信号,果蝇都显示生殖力显著性降低,卵巢变大,肌肉结构损坏、收缩力不足,体内未排出的成熟卵增加,腹部膨大,卵形状变短等缺陷表型,和Met27Gce2.5K果蝇的表型非常相似。

进一步研究发现,JH信号驱动肌肉细胞外基质(Extracellular Matrix, ECM)基因Laminin的表达,影响果蝇卵巢肌肉的功能发挥。和JH信号缺失一致,Laminin在肌肉中的降低会造成卵巢肌肉结构异常、肌肉收缩减弱、生殖能力降低、卵子堆积、卵巢增大、腹部膨胀、卵形状变短等表型。而JH信号在脂肪体中影响ECM基因Collagen IV的表达和分泌,从而远距离影响其在卵巢肌肉组织ECM的正确组装来调控果蝇排卵。JH信号确保ECM为卵巢提供肌肉收缩力,从而促进排卵和维持卵的形状,JH信号这种新颖和重要的机制加深了人们对激素调控生殖的理解。(来源:中国科学报 朱汉斌)

相关论文信息:https://doi.org/10.1073/pnas.2104461118

 
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