我院研究生在昆虫翅发育领域取得进展
文章作者:        发布时间: 2020-05-29                 浏览次数: 510

翅是昆虫的重要器官,赋予了昆虫飞行能力,使得昆虫能飞行至地球的各个地方,适应不同的环境,加速物种演化。此外,有翅害虫是农业害虫防治的重点和难点。探究昆虫翅发育的分子机制,有助于了解昆虫进化,也为害虫防治提供指导。2020年05月28日,我院刘庆信课题组和周紫章课题组合作在国际知名期刊《Cell Death and Differentiation》期刊上在线发表了题为“Dual functions of Rack1 in regulating Hedgehog pathway”的研究论文,阐述了支架蛋白Rack1在果蝇翅发育中的重要作用。

Rack1调控Hh信号通路的模式图

Hedgehog(Hh)信号通路于1980年通过果蝇突变体筛选被发现。该发现获得1995年诺贝尔奖。Hh信号通路通过转录因子Ci调控翅脉发育,影响翅形状。Hh作为分泌蛋白,与膜表面受体Ptc结合,促进另一个膜蛋白Smo在细胞膜上积累。Smo将胞外信号传递至细胞内,调控转录因子Ci的稳定性,促进下游靶基因表达。正常生理状态下,Hh信号通路的活性受到严格调控,一旦失调,将带来致命性危险。但是,至今为止,Hh信号如何稳定转录因子Ci?Hh信号如何促进Smo蛋白细胞膜积累?尚不清楚。

本研究发现,在Hh通路失活状态,支架蛋白Rack1促进Ci泛素化降解;当Hh通路激活,Rack1与Ci解离,Rack1与Smo蛋白结合,促进Smo蛋白细胞膜积累。这表明,支架蛋白Rack1作为分子开关,控制Hh信号通路“活化/失活”的转化。Hh信号通路在物种间高度保守,并与人类肿瘤发生密切相关。Hh信号通路的过度激活导致前列腺癌、非小细胞肺癌等恶性肿瘤。本研究进一步发现Rack1对Hh通路活性的调控在哺乳动物中保守,这为相关肿瘤的治疗提供了新靶标。

山东农业大学生科院硕士研究生李妍和孙小涵是该论文的第一作者。刘庆信教授和周紫章教授为该论文的通讯作者。本研究得到国家自然科学基金委、科技部重大研究计划、山东省自然科学基金委经费资助。

全文链接:https://www.nature.com/articles/s41418-020-0563-7