保幼激素触发蛋白激酶C信号转导通路激活受体介导卵黄原蛋白吸收的分子机制

来源 :河南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:y886520520886
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
飞蝗(Locusta migratoria,Lm)是我国重要的农业害虫,食性广泛、生殖能力强大,给农业生产造成巨大损害,其生殖分子机制的研究对于蝗灾治理有重要意义。昆虫卵黄发生(Vitellogenesis)是生殖过程中最重要的环节之一,是体现强大生殖能力的基础。在卵黄发生期,昆虫脂肪体合成卵黄原蛋白(Vitellogenin,Vg)并通过血淋巴运输至卵巢,由卵母细胞表面的特异性受体—卵黄原蛋白受体(Vitellogenin receptor,VgR)介导并吸收,继而在胞内加工成为卵黄蛋白(Vitellin,Vn),构成昆虫胚胎发育的主要营养物质。VgR在Vg吸收环节中扮演着关键角色,其中分子机制的解析一直受到领域科学家们的关注。昆虫卵黄原蛋白受体属于低密度脂蛋白受体超家族(Low density lipoprotein receptor,LDLR)成员,目前为止,已有30多种昆虫的VgRs家族成员被研究报道,其中关于飞蝗VgR的研究显示,其介导Vg吸收过程受到体内保幼激素(juvenile hormone,JH)调控。JH是昆虫体内最重要内分泌激素之一,在昆虫生殖发育过程中发挥关键调控作用,然而由于JH信号通路研究进展较为缓慢,导致VgR受体介导卵母细胞吸收Vg的分子调控机制至今未明。因此,本论文以飞蝗作为研究对象,从飞蝗VgR功能解析着手,通过生物信息学、分子生物学、生物化学及细胞生物学等相关技术手段,对LmVgR受体功能及上游JH调控机制进行研究,以期解析JH信号转导通路激活VgR并介导卵母细胞吸收Vg的分子机制。首先通过已知飞蝗VgR基因序列片段并借助RACE技术获取了飞蝗VgR基因序列全长。利用生物信息学方法对其基因结构及系统进化水平进行分析,获得了LmVgR序列的生物学信息。运用原核重组表达技术重组表达VgR部分片段,经纯化并免疫新西兰大白兔后制备LmVgR多克隆抗体。然后使用荧光定量PCR和Western Blot等分别从mRNA与蛋白水平上检测了LmVgR的表达模式,结合飞蝗卵巢中LmVg的变化模式,发现LmVgR表达与卵巢吸收Vg呈现正相关性。基于RNAi的LmVgR基因沉默实验显示,LmVgR干扰后卵巢对LmVg的吸收显著下降。JH体内诱导实验显示,JH能够显著提升卵巢对LmVg的吸收;LmVgR沉默能够显著抑制JH诱导下卵巢吸收LmVg。上述结果表明,JH能够通过LmVgR促进飞蝗卵巢吸收Vg。飞蝗卵巢发育阶段Western blot显示,LmVgR的蛋白表达模式存在翻译后修饰,并且其翻译后修饰与卵巢Vg吸收也呈现正相关性。通过碱性磷酸酶处理以及基于VgR抗体、蛋白激酶C(Protein kinase C,PKC)底物磷酸化抗体的IP和Western blot实验确定VgR存在磷酸化修饰,且该修饰为PKC催化的丝氨酸磷酸化。通过药理学实验显示,JH能够显著诱导VgR磷酸化修饰,并且PKC抑制剂(Staurosporine)显著抑制JH诱导的VgR磷酸化修饰,然而,钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶II(calcium/calmodulindependent protein kinase II,CaMK II)的抑制剂(KN-93)不能抑制JH诱导的VgR磷酸修饰。进一步通过受体酪氨酸激酶(Receptor tyrosine kinase,RTK)抑制剂SU6668、G-蛋白偶联受体(G-protein coupled receptor,GPCR)抑制剂Suramin和磷酯酶C(phospholipase C,PLC)抑制剂U73122等进行阻断处理,结果显示,Suramin与U73122能够显著抑制JH诱导LmVgR磷酸化。通过卵巢吸收功能研究发现,JH促进卵巢吸收Vg,并且PKC抑制剂Staurosporine能够显著抑制卵巢对Vg吸收。免疫共沉淀显示,JH能够触发VgR-Vg之间相互作用,并且Staurosporine能够显著抑制VgR与Vg相互结合。上述结果暗示了JH能够通过GPCR-,PLC-,PKC-信号转导通路调控VgR磷酸化修饰,继而调节VgR与Vg之间相互作用及卵巢吸收Vg。本论文研究结果表明,JH能够通过PKC激活LmVgR的磷酸化,进而调控LmVgR与LmVg的结合,从而介导卵母细胞对卵黄原蛋白吸收,从而初步解析了保幼激素激活飞蝗VgR并介导卵巢吸收Vg的分子机制。研究结果丰富了JH非基因组信号转导通路及其在昆虫生殖发育调控机制研究中的进展,为飞蝗绿色防控提供了一定的借鉴意义。
其他文献
恩施土家族历史文化悠久,在经受漫长的演变发展后,仍保存着自己独特的民族特色。本文从地域文化视角出发,来探析当今恩施土家族建筑的地域性表达。社会文化在长期的演变中,恩
南方田园自然风光蕴藉婉丽,美不胜收,处处充满了诗情画意,令人想往。山川之美,古来共谈,历代以此题材的山水画经典之作不乏其数,如明代沈周为吴宽的东庄所绘制的《东庄图册》
文章在分析森林碳汇市场机制各要素的基础上,提出了建立我国森林碳汇市场体系的基本框架构想。
思想政治理论课是高校思想政治教育的主渠道。大数据时代的高校思想政治理论课面临着前所未有的机遇和挑战。面对大数据时代的来临,高校思想政治理论课要基于大数据特征确立
大数据时代的来临将对我国高校思想政治理论课教学模式产生巨大影响.文章阐述了大数据的内涵与大数据的时代特征,分析了大数据给高校思想政治理论课教学带来的挑战.在此基础
大数据时代已悄然到来,海量杂乱无序的数据对科研工作的影响主要表现在科研数据的指数增长和管理利用难度的增大,再加上数据密集型科研范式的诞生,导致数据素养成为提高科研
科技创新是推动国家繁荣、区域创新、社会和经济快速发展的核心力量和关键动力,对于建设创新型国家和实现我国社会主义现代化建设具有重大的战略意义。高校作为我国科技创新的
上世纪90年代以来,经济全球化迅速发展,世界各国开始大力支持高等教育的发展,纷纷出台了一系列促进高等教育进入“快车道”的政策,旨在追求卓越的学术研究水平和创新人才的培养,把
在中国古代绘画中,山水画的发展十分完备,本文从绘画作品的题材角度入手,对山水画历史中的田园题材进行整理研究。本文探讨了田园题材在历代山水画中的存在以及研究的意义,并
少数民族农村经济的协同发展需要将国家的制度化理念与市场发展条件以及特定群体的具体需求结合起来,这就要求充分尊重农民的市场主体和农民的利益,构建与政府、企业协同发展