复旦大学科研团队发现调控日本血吸虫生殖发育机理的重要基因
复旦大学生命科学学院胡薇教授领衔的复旦大学和中国CDC寄生虫病所联合研究团队,绘制了日本血吸虫从合抱至性成熟产卵过程的动态表达谱,解析了整个发育过程的基因表达特征和分子事件,发现了雌虫与雄虫在合抱后的发育过程中功能分化明显,到成熟阶段达到完美的功能互补。鉴定了调控雄虫合抱的芳香族氨基酸脱羧酶(Sj AADC)及控制雌虫生殖系统发育的G蛋白偶联受体
(SjRL-GPCR),指出血吸虫的生殖发育调控可能与昆虫的激素调节模式类似。研究成果于3月13日以“Dynamic transcriptomes identify biogenic amines and insect-like hormonal regulation
for mediating reproduction in Schistosoma japonicum”为题在《自然通讯》
(Nature Communications)上在线发表。
血吸虫病是一种重要的人畜共患寄生虫病,流行于76个国家和地区,超过2亿人受感染,是仅次于疟疾的世界第二大寄生虫病。在中国、菲律宾和印尼等地流行的是日本血吸虫,可感染包括人、牛、羊、猪在内的40多种哺乳动物。血吸虫生活史复杂,在中间宿主体内进行无性生殖,在终宿主体内进行有性生殖,其成虫大量产卵引起宿主强烈的免疫反应,造成严重病理损害。虫卵是其致病与传播的主要因素。然而,作为吸虫纲中唯一雌雄异体的种类,血吸虫的生殖发育方式非常特殊,既不同于其他雌雄同体的吸虫,也不同于雌雄异体但可以单独发育成熟的线虫:其雌虫须与雄虫合抱后才能启动生殖发育至成熟产卵。了解和揭示血吸虫生殖系统发育成熟产卵的分子机制,不仅可以从分子水平认识血吸虫这种特殊的有性生殖发育方式,也可以为开发抗血吸虫病疫苗和药物靶点提供分子信息,对于丰富有性生殖发育理论认知以及控制血吸虫病均具有重要意义。虽然全世界血吸虫生殖发育领域的相关研究已经开展了数十年,但目前对其机理并不清楚。
胡薇教授课题组通过RNA测序技术分别获取了日本血吸虫雌虫和雄虫在性成熟过程中的不同时间点的基因表达谱,展示了4,561条新的血吸虫转录本。对该动态表达谱分析发现,日本血吸虫的雌虫和雄虫在合抱前与合抱早期基因表达谱非常相近,随后差异越来越大;在整个性成熟过程中,雌虫表达谱变化剧烈,无论是表达变化的基因数量还是变化程度均远远高于雄虫。而且,雌虫的表达基因在合抱后第4-6天之间,超过四分之三的基因表达下调。具体的功能分析显示,雌雄虫持续高表达基因及发育过程中上、下调的基因功能显示,两种性别的血吸虫功能分化明显:雌虫合抱后一直朝生殖器官发育及具备强大产卵能力的方向特化,其他与运动、应激反应等能力退化,而这正好是雄虫在发育过程中逐渐强化的功能;说明雌雄虫的功能在成熟后期实现了完美的互补,俨然发展为一个紧密依存的“产卵共生体”,即:雌虫成为产卵机器,雄虫则努力让自己变得更“强壮”,为雌虫产卵提供庇护。基因表达模式分析还显示,性成熟过程丰富的基因表达谱变化模式,提示其具有复杂的调控机制。根据发掘与雌虫卵黄腺发育程度和合抱比例一致的基因表达模式,发现了一批与其生殖发育高度相关基因,这些基因只有少数有明确的功能注释,大部分为新的血吸虫特异功能基因,是潜在抗血吸虫药物和疫苗新靶点。
从这些生殖发育相关基因中,课题组通过原位杂交及RNAi等验证了雌雄合抱相关的芳香族氨基酸脱羧酶(SjAADC)和雌虫卵黄腺发育先关的G蛋白偶联受体(SjRL-GPCR)。特别是,该受体基因与昆虫的咽侧体抑制素受体具有一定的序列相似性,且血吸虫中已报道含有与昆虫类似的咽侧体抑制素及蜕皮素,本研究发现昆虫的保幼激素和蜕皮素会导致血吸虫雌虫生殖系统的明显损伤,因此提出新的假说:血吸虫生殖发育的调控模式可能与昆虫的激素调节模式类似。
本研究是由复旦大学胡薇教授课题组、石乐明教授课题组和中国CDC寄生虫病所研究人员合作完成,复旦大学生命学院2011级博士生王吉鹏和药学院郁颖博士为本文的共同第一作者,胡薇教授为本文的通讯作者。该项目获得了国家自然科学基金委的资助。
论文链接:
最近更新行业动态
- 全国211大学排名榜单公布,划分2个行政级别!
- 小学语文阅读专项十五——说明文阅读的简单方法
- 线上学校为“数字化教师”赋能
- 广钢3所“大公办”幼儿园集中开园
- 安徽师范大学附属巢湖实验中学今秋正式招新生
- 反驳俞敏洪,中小学教师绝对有资格,也绝对能胜任教学岗位
- 高考275人上清华北大,衡水中学却被质疑,看到这张图大家沉默了
- 大学生入党和不入党有什么差别?看完这篇文章你就知道了
- 三年级数学期末考试,学生考了60分,全班第3名,妈妈听后却哭了
- “鬼才”历史老师:重大“标志性”事件绘成表,初中3年不再愁
- 如果学霸当中小学老师,会不会提升档次?网友:学霸不适合当老师
- 中学校服收2300元:家委会别没“存在感”
- 三年级语文修改病句练习题汇总,很全面(可打印),期中考试要考
- 江苏最憋屈的大学,曾是全国重点大学,如今却连211都没混上!
- 高中数学:函数和导数题型你会做吗?
- 2020部编版三年级语文下册,第二单元测试卷,附答案
- 幼儿园开学时间终于敲定了,家长态度不一,对此,你怎么看待?
- 重要提醒:国务院将体育纳入高中学业水平测试是否影响你?
- 重磅!四川公办民办高中取消自主招生考试,录取以中考成绩为依据!
- 西湖大学28位创始捐赠人中9位河南老乡 施一公:我很感谢他们
- 初中数学教学的几点思考
- 揭秘全美顶尖公立高中新泽西High Tech High
- 幼儿园小女生每天闯关1小时,妈妈解脱了,她却驶上“快车道”!
- 初中生“早恋”时,多半会偷偷做“3件事”,尤其第1件太真实!
- 网传贵阳一幼儿园20名幼儿食物中毒 教育部门辟谣