姓名：王成? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?學(xué)號：16140110062

學(xué)院：微電子學(xué)院

轉(zhuǎn)載自：張芳丹

原文鏈接:http://www.cas.cn/syky/202105/t20210525_4789698.shtml

【嵌牛導(dǎo)讀】：海洋所等在胰島素基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控通路進(jìn)化研究中取得進(jìn)展

【嵌牛鼻子】：胰島素

【嵌牛提問】：長牡蠣胰島素有哪些發(fā)現(xiàn)？

【嵌牛內(nèi)容】：

? ? 5月25日，Nature Communications以Evidence from oyster suggests an ancient role for pdx in regulating insulin gene expression in animals為題，在線報道了中國科學(xué)院海洋研究所副研究員許飛和英國等國家的科學(xué)家的合作研究成果。該研究以長牡蠣為對象，采用生物信息學(xué)和分子生物學(xué)技術(shù)，證明了長牡蠣中存在Pdx-insulin調(diào)控通路，表明關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子Pdx調(diào)控胰島素基因表達(dá)的功能可追溯到兩側(cè)對稱動物的共同祖先。

? ? 2021年是胰島素發(fā)現(xiàn)100周年，作為研究較深入的生物大分子之一，關(guān)于其起源和演化歷史還存在很多尚未解決的問題。胰島素純化工作的主要參與者James Collip在胰島素發(fā)現(xiàn)之初就開始關(guān)注其在不同動物中的存在情況，并于1923年在雙殼貝類砂海螂（Mya arenaria）中鑒定到類似胰島素活性的物質(zhì)存在。然而，越來越多的研究表明，無脊椎動物和脊椎動物類胰島素基因無論是在結(jié)構(gòu)還是表達(dá)模式方面均存在較大差異。尤其是線蟲、果蠅等模式無脊椎動物的基因組特化嚴(yán)重，丟失了Pdx等人類胰島素基因的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子。動物類胰島素基因復(fù)雜的演化歷史還需進(jìn)一步闡明。

? ? 隨著基因組信息的不斷積累，學(xué)界意識到海洋冠輪動物可能由更加原始和普遍的基因組成。許飛長期以來聚焦于貝類激素調(diào)控系統(tǒng)，研究海洋無脊椎動物基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的演化歷史。該研究系統(tǒng)分析了長牡蠣類胰島素基因家族成員的結(jié)構(gòu)、表達(dá)及其進(jìn)化特征，發(fā)現(xiàn)牡蠣類胰島素基因多樣性豐富，在兩側(cè)對稱動物的主要類胰島素成員中具有廣泛代表性。該研究進(jìn)一步通過轉(zhuǎn)錄組技術(shù)，探討了動物腸道系統(tǒng)的同源性，發(fā)現(xiàn)貝類和脊椎動物中腸系統(tǒng)具有較大的功能相似性，貝類“肝胰腺”和脊椎動物復(fù)雜的腸道系統(tǒng)各自獨(dú)立進(jìn)化，但可能都源于表達(dá)Pdx基因的內(nèi)胚層區(qū)域。通過靶向開放染色質(zhì)技術(shù)，鑒定到cgILP基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)，并鑒定到cgPdx基因的結(jié)合基序。通過雙熒光報告基因?qū)嶒灪腿旧|(zhì)免疫共沉淀等技術(shù)，證明了牡蠣Pdx和NeuroD的協(xié)同作用可以調(diào)控牡蠣cgILP的表達(dá)。

　　許飛為論文第一和通訊作者。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、中科院海洋大科學(xué)中心重點(diǎn)部署項目和國家留學(xué)基金的資助

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖1.長牡蠣類胰島素基因系統(tǒng)進(jìn)化分析

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖2.長牡蠣類胰島素基因表達(dá)模式分析

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖3.長牡蠣cgILP基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)基序解析