《家蠶bcl-2家族基因的功能及其凋亡調控機制研究》是依託西南大學，由魯成擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：家蠶bcl-2家族基因的功能及其凋亡調控機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：魯成
- 依託單位：西南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
家蠶屬於完全變態昆蟲，一生經過卵、幼蟲、蛹和成蟲（蛾）等發育階段完成其生命周期。家蠶是重要的經濟昆蟲，也是鱗翅目昆蟲的模式昆蟲。加強家蠶細胞凋亡等細胞生物學的基礎研究，將推動家蠶作為鱗翅目害蟲模式、醫藥與疾病模型的套用，為我國建設具有獨立智慧財產權和優勢地位的模式生物做出重要貢獻。Bcl-2家族作為一個非常重要的基因家族，在細胞凋亡的發生與調控中起到核心作用，而家蠶bcl2家族基因數目與功能還不清楚。項目將通過生物信息學分析方法、基因晶片分析技術、RNAi技術和基因過表達技術尋找家蠶bcl2基因家族新成員、克隆家蠶bcl2基因家族成員並進行功能研究，從而獲得家蠶bcl2基因家族成員的功能及其凋亡調控機制。通過項目實施，可揭示家蠶Bcl2家族基因的功能及其凋亡調控機制，豐富和完善細胞凋亡的理論，同時也為鱗翅目昆蟲的病蟲害防治提供可靠的理論依據，並可推進家蠶的模式生物化進程。
結題摘要
家蠶作為鱗翅目昆蟲模式生物，屬於完全變態昆蟲，其一生經歷卵、幼蟲、蛹、成蟲（蛾）四個發育階段，它是中國傳統經濟昆蟲，具有重要的經濟和文化價值。凋亡（Apoptosis）是一個生理性的由基因調控的高度保守的死亡過程，它在維持機體內環境的穩定和防禦外在傷害等方面起著重要作用，對機體的生長、發育及維持正常生理功能都有著重要意義。在昆蟲細胞中，對凋亡調控機制的研究近些年雖取得了一些進展，但對於理解細胞凋亡的具體機制還遠遠不夠。本項目選取凋亡途徑中起決定作用的線粒體途徑深入研究。線上粒體凋亡途徑中，Bcl-2蛋白家族行使著重要的功能，它們之間相互作用或與其它蛋白相互作用，共同對線粒體通路進行調控。在家蠶中，Bmbuffy是目前已鑑定的Bcl-2家族同源基因，但其具體功能還完全未知。鑒於此，本文對Bmbuffy基因線上粒體內源性凋亡途徑中的功能進行了研究。利用HCPT作為誘導劑誘導家蠶卵巢細胞系BmN-SWU1發生凋亡，經過一系列檢測確認HCPT誘導的細胞凋亡可以通過內源性線粒體凋亡途徑。截短實驗和細胞定位分析發現BmBuffy藉助其C端疏水跨膜結構域定位於線粒體外膜和內質網外膜上。在HCPT誘導的凋亡過程中，過表達BmBuffy一方面可以抑制細胞色素C釋放，降低Caspase-3酶活性及細胞凋亡率，同時提高細胞增殖活力而抑制家蠶細胞系發生凋亡；另一方面過表達的BmBuffy蛋白和P53蛋白發生拮抗作用從而抑制家蠶細胞系發生凋亡。BmBuffy干涉實驗也進一步證明其抑制細胞凋亡的功能。另外，BmBuffy還參與了飢餓誘導的細胞自噬的調節，並且只有錨定在內質網外膜上的Bmbuffy能通過與Atg6的相互作用抑制家蠶細胞的自噬。綜上所述，Bmbuffy在家蠶細胞線粒體凋亡途徑及自噬過程中都發揮重要功能，是調控凋亡與自噬的關鍵基因。因此，對Bmbuffy基因功能的研究將有助於了解家蠶細胞中凋亡與自噬的相互關係，並為後續相關研究提供理論基礎，為鱗翅目昆蟲生長發育調控機制的研究，鱗翅目害蟲防治以及醫學與疾病模型建立提供理論參考。
