《棉鈴蟲變態時期脂肪體凋亡分子機理研究》是依託山東大學，由董杜鵑擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：棉鈴蟲變態時期脂肪體凋亡分子機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：董杜鵑
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
變態是指全變態昆蟲從幼蟲轉變為成蟲的過程，除變態蛻皮外，還涉及幼蟲組織解體和成蟲組織重建等複雜的分子生物學過程，是發育生物學領域的研究熱點。脂肪體是昆蟲多數代謝過程的主要器官，在幼蟲發育期間負責各種主要的血淋巴蛋白質的合成，同時作為貯存這些物質及碳水化合物和脂類的場所，此外，脂肪體還具有解毒功能，類似於哺乳動物的肝臟，在昆蟲中有重要的作用。.本研究擬用生化與分子生物學及基因工程技術對棉鈴蟲變態時期幼蟲脂肪體凋亡相關基因進行克隆並研究其性質和在凋亡中行使的功能及相互關係，為進一步了解昆蟲變態時期幼蟲組織凋亡分子機理奠定基礎，在發育生物學領域具有重要意義，而且可以發現新的分子靶標，用於生物抗蟲劑開發和轉基因抗蟲植株構建，為害蟲防治提供新思路。
結題摘要
變態是指全變態昆蟲從幼蟲到蛹再轉變為成蟲的過程，除變態蛻皮外，還涉及幼蟲組織解體和成蟲組織重建等複雜的分子生物學過程。這一過程受到蛻皮激素和保幼激素的協同調控。脂肪體是昆蟲多數代謝過程的主要器官，在昆蟲中有重要的作用，其在變態時期凋亡的分子機制尚不清楚。我們鑑定了兩種參與變態時期脂肪體凋亡的基因，並對其功能和激素調控情況進行了研究。 GRIM-19 (Genes associated with Retinoid-IFN-induced Mortality-19)基因是在人類癌症細胞中鑑定出來的具有促凋亡性質的基因，其表達可以被與保幼激素具有相似結構的全反式維甲酸和干擾素共同誘導，我們在棉鈴蟲中克隆了該基因（Ha-GRIM-19），對它在脂肪體凋亡中的功能進行了研究。用RNA干擾的方法敲除Ha-GRIM-19會導致變態過程提前發生，中腸和脂肪體組織都出現程式性細胞死亡。其表達可以被保幼激素類似物methoprenen或者methoprene和蛻皮激素聯合誘導。保幼激素類似物methoprene通過Ha-Met上調Ha-GRIM-19表達。以上結果說明，保幼激素通過Ha-Met上調Ha-GRIM-19的表達，從而參與對昆蟲變態的抑制。 變態時期幼蟲組織的凋亡所需的能量及成蟲蛋白形成所需的胺基酸原料都來源於對儲藏蛋白的選擇性吸收。極高密度脂蛋白是一種非六聚體的儲藏蛋白，它通過極高密度脂蛋白受體VHDLR (very-high-density lipoprotein receptor)介導的內吞作用被脂肪體從血淋巴中吸收。但其機制尚不清楚。我們在棉鈴蟲中鑑定到一個VHDLR，它在轉錄水平上可被20E通過EcRB1和USP1上調。此外，20E通過PKC促進VHDL-R磷酸化從而與配體結合。在幼蟲中敲除VHDL-R會阻止其發育成成蟲。這些都說明20E在轉錄和翻譯後水平上調節VHDL-R從而調節VHDL的吸收來參與對昆蟲變態的調節。
