2020-01-13 21:49:02
特定的胰岛素样肽调节甲虫武器的生长方式

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东京城市大学的一位科学家及其同事发现,在不同的营养环境中,一种名为ILP2的特定胰岛素样肽可调节角线虫中下颌骨的大小。他们发现,当肽的表达受到抑制时,下颌骨的大小会减小,并且它在甲虫储存营养的脂肪体内特别表达。这对于理解不同生物在不同环境中如何发生惊人的生长具有重要意义。

从鹿鹿角到甲虫角,动物王国到处都有夸张的装饰品和源自性选择的武器的例子。它们的生长和大小可能会因一个标本的不同而有很大差异,并导致不同的交配策略,例如战斗,偷偷摸摸或分散到竞争较少的区域。这种变化通常与身体大小或状况相关,称为正变态。尽管这些特征依赖于条件的增长非常重要,但人们还不太了解环境如何影响这些可观察特征的复杂发展。

胰岛素样肽(ILPs)和生长因子(IGFs)广泛存在于无脊椎动物和脊椎动物中,并被认为在生长和代谢中起着共同的作用。昆虫遗传学的最新研究表明,各种各样的ILP发挥着不同的功能作用。例如,果蝇有八种,豌豆蚜虫有十种,蚕超过40种。然而,尽管对ILP在果蝇等模型生物中的作用有所了解,但我们对它们在实验室外的功能知之甚少,尤其是如何它们的分子功能导致表型的复杂性或特定自然环境中性状的多样化。

因此,由东京都大学的冈田靖一率领的一个小组研究了广角的甲虫G. cornutus。在谷物商店和工厂中发现的雄性甲虫夸张了下颌骨,用于雄雄争斗。大甲虫的下颌骨较大,过去的研究发现,下颌骨的大小与幼虫的营养有关。这使其成为研究条件生长的分子基础的理想选择。研究小组检查了甲虫的基因组,发现了五个不同的ILP基因,标记为GcorILP1至5,均编码不同的ILP(ILP1至5)。首先,他们发现足够喂食较大的幼虫在pre前阶段显示了ILP2的表达升高,而喂食较差的较小幼虫却没有。他们还发现,相同的肽在脂肪体内特异性表达。较小的幼虫由于脂肪较少而表达较少的肽。此外,通过使用一种称为RNA干扰的技术来阻止ILP2的表达,他们发现了所谓的GcorILP2“敲低”(KD)和下颌骨大小减小之间的直接相关性,更不用说与健康程度之间的相关性了。喂了幼虫。

这是特定ILP如何在不同条件下与性选择的夸张性状联系起来的第一个发现。它清楚地证明了ILP的功能多样性如何导致特定的肽发挥非常特殊的作用,并且是阐明整个胰岛素/胰岛素样生长因子信号通路如何影响复杂的发育机制和进化的重要步骤。

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