×
  • 当前位置: 首页> 科学研究 » 科研进展 »   
  • BMC Biology|我院李胜教授团队证明Cyp6g2是果蝇保幼激素合成的主要P450环氧化酶





    2024年5月13日,我院昆虫科学与技术研究所李胜团队在著名国际期刊BMC Biology上发表题为“Cyp6g2 is the major P450 epoxidase responsible for juvenile hormone biosynthesis in Drosophila melanogaster”的研究论文,利用果蝇遗传学和昆虫生理生化技术相结合,证明Cyp6g2是果蝇保幼激素合成的主要P450环氧化酶。

LI1.png

保幼激素(juvenile hormone, JH)是昆虫最重要的两种激素之一,主要在咽侧体(corpora allata, CA)中合成,调节昆虫的多种生理过程,包括蜕皮、变态和生殖等。目前共在10个目约100种昆虫中发现8种类型的JH,绝大部分昆虫的JH为单环氧基的JH III,以甲基法尼酯(MF)为前体,由P450环氧化酶CYP15催化合成。但以果蝇为代表的高等双翅目昆虫(虻类+蝇类)合成双环氧基的JHB3,而高等双翅目是唯一一类基因组中没有CYP15基因的昆虫类群,这导致负责JHB3生物合成的P450环氧化酶一直未被阐明。

该研究中,作者首先在咽侧体特异性RNA干扰3个最有可能的P450环氧化酶基因Cyp303a1Cyp305a1Cyp6g2,发现Cyp6g2敲低引起的JH缺失相关表型最为明显。接下来通过CRIPSR/Cas9技术制备了Cyp6g2突变体,以实验室之前制备的另一个JH合成关键基因jhamt突变体为对照(Wen et al., 2015, PLoS Genetics)进行比较分析。结果显示,和jhamt突变体类似,Cyp6g2突变体均表现出各种JH缺失相关表型,且更为严重。JH含量检测显示Cyp6g2jhamt突变体中JHB3和JH III含量均显著降低。在果蝇细胞中同时过表达Cyp6g2jhamt可以将FA转化为JHB3,单独过表达Cyp6g2则可以将MF转化为JHB3和JH III,但转化效率很低。这一系列结果表明,Cyp6g2主要以FA为底物,生成JHB3 acid,是果蝇JH合成的主要环氧化酶。

LN2.png

    JH类似物已经在害虫防控和资源昆虫的生长调节中得到广泛应用。JH合成通路的基因被认为是害虫防控和昆虫生长调节的重要分子靶标。Cyp6g2普遍存在于高等双翅目昆虫,可能是这类昆虫JH合成的主要P450环氧化酶。本研究和我们2015年的PLoS Genetics论文基本阐明了JHB3生物合成最后两步的反应机制,并表明高等双翅目昆虫中还存在着其它的“替补”P450环氧化酶和甲基转移酶,深化了对高等双翅目昆虫变态发育的分子机制的理解,并可为高等双翅目害虫的防控提供特异靶标基因。

LN3.png

LN3.png

    李胜教授长期致力于研究昆虫变态发育的激素调控机制,取得一系列原创性研究成果。华南师范大学生命科学学院昆虫科学与技术研究所贾强强副研究员、硕士毕业生杨柳为本文共同第一作者,李胜教授为通讯作者,华南师范大学为第一单位。该研究得到了深圳科学技术项目“孔雀计划”、国家自然科学基金、广东省科技厅、广东省自然科学基金等项目的资助。

 

原文链接:https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12915-024-01910-4

 

撰稿:贾强强

审稿:周爽、高彩吉


  • 发布时间:
  • 2024-05-17 17:38:00 来源:华南师范大学生命科学学院 点击: 收藏本文
  • 标签:# BMC #果蝇 #P450 #主要