東京——東京城市大學(xué)的一名科學(xué)家和他的同事發(fā)現(xiàn)，一種名為ILP2的特定胰島素樣肽可以在不同的營(yíng)養(yǎng)環(huán)境中調(diào)節(jié)角質(zhì)納豆甲蟲(chóng)體內(nèi)“武器”的大小。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)肽的表達(dá)受到抑制時(shí)，下頜骨的大小會(huì)減小，它會(huì)在甲蟲(chóng)儲(chǔ)存營(yíng)養(yǎng)的“脂肪體”中特異性表達(dá)。這對(duì)于理解不同的生物如何在不同的環(huán)境中驚人地生長(zhǎng)具有重要意義。
從鹿角到甲蟲(chóng)角，動(dòng)物界充斥著夸張的裝飾品和武器，它們來(lái)自于性選擇。它們的生長(zhǎng)和大小可能因標(biāo)本而異，并產(chǎn)生獨(dú)特的交配策略，如打架、偷偷摸摸或分散到競(jìng)爭(zhēng)較弱的地區(qū)。這種變化通常與身體大小或“狀況”有關(guān)，這種關(guān)系稱為正形。盡管這些特征依賴于條件的增長(zhǎng)是非常重要的，但是對(duì)于環(huán)境如何影響這些可觀察特征的復(fù)雜發(fā)展的機(jī)制卻知之甚少。
胰島素樣肽和生長(zhǎng)因子廣泛存在于無(wú)脊椎動(dòng)物和脊椎動(dòng)物(如人類)中，被認(rèn)為具有與生長(zhǎng)和代謝相關(guān)的共同作用。昆蟲(chóng)遺傳學(xué)的最新研究表明，各種ILP發(fā)揮不同的功能。例如，有8只果蠅，10只豌豆蚜蟲(chóng)和40多只蠶。然而，盡管我們對(duì)ILP在果蠅等模式生物中的作用知之甚少，但對(duì)其在實(shí)驗(yàn)室外的功能卻知之甚少，尤其是其功能性分子功能導(dǎo)致特定自然環(huán)境中表型的復(fù)雜性或性狀的多樣化。
因此，由東京大學(xué)岡田敬一領(lǐng)導(dǎo)的研究小組用廣角研究了甲蟲(chóng)。在糧店和工廠里發(fā)現(xiàn)的雄性甲蟲(chóng)會(huì)為了雄性之間的爭(zhēng)斗而夸大它們的下顎。甲蟲(chóng)的下頜骨較大，以往的研究發(fā)現(xiàn)與幼蟲(chóng)的營(yíng)養(yǎng)更好有關(guān)。這使得研究條件生長(zhǎng)的分子基礎(chǔ)成為理想的選擇。該團(tuán)隊(duì)檢查了甲蟲(chóng)的基因組，發(fā)現(xiàn)了五個(gè)不同的ILP基因，標(biāo)記為GcorILP1到5，它們都編碼不同的ILP(ILP1到5)。首先，他們發(fā)現(xiàn)喂養(yǎng)足夠大的幼蟲(chóng)表明ILP2表達(dá)在前期增加，而可憐地喂養(yǎng)較小的幼蟲(chóng)沒(méi)有。他們還發(fā)現(xiàn)，同樣的肽在脂肪中有特異性表達(dá)。由于脂肪較少，較小的幼蟲(chóng)表達(dá)較少的肽。此外，通過(guò)使用一種被稱為RNA干擾的技術(shù)來(lái)阻止ILP2的表達(dá)，他們發(fā)現(xiàn)了所謂的GcorILP2敲除(KD)和下頜骨尺寸減小之間的直接相關(guān)性，更不用說(shuō)與健康水平的相關(guān)性了。喂幼蟲(chóng)。
這是第一次發(fā)現(xiàn)特定的ILP與不同條件下性別選擇的夸張性有怎樣的關(guān)系。它清楚地證明了ILP的功能多樣性是如何導(dǎo)致特定肽發(fā)揮非常特殊的作用的，是闡明整個(gè)胰島素/胰島素樣生長(zhǎng)因子信號(hào)通路如何影響復(fù)雜的發(fā)育機(jī)制和進(jìn)化的重要一步。
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