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Plos Genetics:miRNA或將成為蝗災治理突破口

日期:2014-05-21 08:56:48

 

來自中科院動物所農業蟲害鼠害綜合治理研究實驗室的康樂研究員課題組,發現了飛蝗腦中miR-133hennapale兩個多巴胺通路關鍵基因的負調控作用,闡明了該miRNA對飛蝗群居型與散居型轉變時的表型可塑性影響。這項重要研究,已于近期發布于Plos Genetics雜志。

 

研究者首先發現群居型和散居型飛蝗腦部miR-133表達量、hennapale蛋白表達存在差異,且miR-133henna/pale蛋白表達負相關。通過軟件預測、構建熒光素酶報告載體和henna/pale兩個基因不同重組子,確認henna編碼區和pale3UTR區存在miR-133結合位點;后續的FISH、免疫熒光分析及agomir-133處理后的RIP實驗,發現miR-133henna/pale共定位于飛蝗前腦神經元細胞,miR-133直接作用于henna/pale基因,參與兩個基因轉錄后調控。對miR-133功能性實驗中,發現miR-133henna/pale兩個基因蛋白表達和多巴胺水平負相關,并會促進飛蝗群居型向散居型轉變,使用多巴胺受體激動劑則可以顯著恢復agomir-133所造成的群居型行為缺失,而沉默henna/pale也可以恢復antagomir-133所造成的行為轉變,證明這種轉變確實是由miR-133所誘導的多巴胺下調所引起。

 

以上這一系列實驗表明,henna/palemiR-133參與蝗蟲群居型與散居型相互轉變調控的關鍵靶點,對這兩個基因的調控所引起的多巴胺水平變化,則是這兩種社會型之間行為轉變的關鍵因子。

 

本文報道了飛蝗中一個新的調控因子:miR-133,它可以通過負向調控多巴胺通路中兩個重要基因henna/pale,對飛蝗的群居型與散居型轉變產生影響。miR-133參與的轉錄后調控機制對于更深入研究飛蝗具有重要意義,可以為未來控制大范圍蝗災提供新的靶點。miR-133受飛蝗群體密度影響,但調控機制尚不明確,不過這并不影響miR-133成為一個檢測飛蝗群體密度的傳感器;另外,由miR-133所引起的henna/pale兩基因沉默與翻譯抑制和mRNA穩定性的關系還未闡明,故進一步研究將主要集中于對miR-133的調控機制及miR-133介導的沉默效應具體原因探索。

 

本研究中,由銳博生物所提供的micrON agomirmicrOFF antagomir產品,表現出對目的miRNA非常穩定與顯著的上調與下調效應,幫助研究者精確完成對miR-133水平的調控。研究者可繼續利用agomirantagomir這類經過特殊化學修飾的miRNA激動劑和拮抗劑,進一步開發綠色生物農藥,高效環保地控制蝗災發生,銳博生物也將繼續為農業領域生物技術研究者,提供最優秀miRNAlncRNAsiRNA等核酸產品及高通量測序、基因芯片等最前沿的技術服務,推動我國農業生物技術發展!

 


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