2020年10月23日,國(guó)際著名期刊Development在線發(fā)表了我校生命科學(xué)學(xué)院、昆蟲科學(xué)與技術(shù)研究所李勝教授團(tuán)隊(duì)完成的研究論文“Insulin/IGF signaling and TORC1 promote vitellogenesis via inducing juvenile hormone biosynthesis in the American cockroach”(IIS和TORC1信號(hào)通過(guò)誘導(dǎo)美洲大蠊保幼激素的生物合成而促進(jìn)卵黃發(fā)生)。
在昆蟲中,卵黃發(fā)生對(duì)于雌性生殖具有重要作用。激素和營(yíng)養(yǎng)共同調(diào)控昆蟲卵黃發(fā)生,然而其機(jī)制因昆蟲種類不同而存在差異。在低等的不完全變態(tài)昆蟲中,保幼激素(juvenile hormone, JH)在卵黃發(fā)生過(guò)程中起主導(dǎo)作用。IIS(insulin/insulin-like grow factor signaling)和TORC1(target of rapamycin complex1)是兩種重要的營(yíng)養(yǎng)感受器,其作用機(jī)制在真核生物中具有保守性。該研究以蜚蠊目代表物種美洲大蠊為實(shí)驗(yàn)材料,發(fā)現(xiàn)阻斷體內(nèi)IIS和TORC1信號(hào)抑制保幼激素的生物合成和卵黃發(fā)生。JH類似物methoprene處理能夠直接挽救頸部結(jié)扎導(dǎo)致的卵黃發(fā)生中斷表型,然而胰島素和氨基酸卻并不能挽救這一表型。IIS和TORC1通過(guò)促進(jìn)脂肪體細(xì)胞和卵巢濾泡細(xì)胞的生長(zhǎng)與核內(nèi)周期,從而在卵黃預(yù)發(fā)生期發(fā)揮重要作用,為卵黃發(fā)生做準(zhǔn)備;而在接下來(lái)的卵黃發(fā)生期,IIS和TORC1誘導(dǎo)合成器官咽側(cè)體產(chǎn)生保幼激素,進(jìn)而通過(guò)保幼激素的核信號(hào)和膜信號(hào)共同促進(jìn)脂肪體產(chǎn)生卵黃原蛋白(Vitellogenin, Vg)和激活濾泡細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞間隙,從而促進(jìn)卵母細(xì)胞對(duì)卵黃的吸收。該研究通過(guò)結(jié)合經(jīng)典生理學(xué)和分子生物學(xué)技術(shù),揭示了IIS和TORC1信號(hào)主要通過(guò)誘導(dǎo)保幼激素合成而促進(jìn)卵黃發(fā)生。該研究成果不僅可以為不完全變態(tài)昆蟲卵黃發(fā)生的調(diào)控機(jī)制研究提供借鑒,還可以為基于雌性生殖的害蟲防治策略奠定理論基礎(chǔ)。
Development是發(fā)育生物學(xué)領(lǐng)域經(jīng)典期刊,2019年最新發(fā)布的影響因子為5.61。生命科學(xué)學(xué)院博士后朱仕明、博士生劉方方為該論文的共同第一作者,李勝教授及其團(tuán)隊(duì)的青年英才秦亦如為共同通訊作者。李勝教授團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期從事昆蟲變態(tài)與生殖發(fā)育的激素和營(yíng)養(yǎng)調(diào)控機(jī)制研究,取得了一系列原創(chuàng)性成果。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目的資助,還得到了多位國(guó)內(nèi)外合作專家的支持和幫助。
(全文鏈接:http://dev.biologists.org/lookup/doi/10.1242/dev.188805. )
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