Methuselah like受体对赤拟谷盗寿命与生殖的调控及其信号传导机制研究

Methuselah（Mth）在果蝇中被鉴定为GPCR-B家族成员，被报道与其内源性配体Stunted参与调控果蝇的发育、寿命、生殖和应激能力。迄今研究发现mth仅存在于果蝇属，而在其他昆虫中都只有其同源基因mth-like（mthl）存在。但是这些mthls的功能与mth有何异同尚不清楚。研究显示在不同昆虫中分别存在3~5个mthls基因，它们被分为3个mthl亚群，其中赤拟谷盗5个mthls基因分属于这三个亚群，对其研究能有效的揭示mthls基因的功能及可能的分化机制。.研究显示这5个mthls（mthl1-mthl5）基因具有不同时期表达特征，当这些基因被干扰后，赤拟谷盗对饥饿的抵抗能力明显降低，但是仅当mthl1和mthl2表达降低时赤拟谷盗抵抗高温的能力才会显著下降。但是，抑制mthl4和mthl5的表达却增加了赤拟谷盗对百草枯的抵抗能力。不仅如此，在晚期幼虫抑制这些基因的表达，仅mthl1和mthl2影响赤拟谷盗的生长和发育，但是两个基因功能差异较大，mthl1对赤拟谷盗幼虫、蛹的发育及其羽化行为进行调控，而mthl2主要调控其羽化行为。但是二者均降低了赤拟谷盗的生殖量。mthl1和mthl4的表达下调还显著降低了卵的成活率。恢复实验显示这些基因对赤拟谷盗生殖的调控主要是由母性介导。而Mth的候选配体基因stunted (sun)在晚期幼虫、晚期蛹和成虫阶段表达量较高，而且在幼虫、蛹和成虫分别降低stunted的表达将完全抑制赤拟谷盗的变态行为，表现为100%的致死效应。出乎意料的是Tcmthl1 RNAi显著降低了赤拟谷盗stunted的表达。.差异转录组学方法显示ds-Tcmthl1和control组幼虫有812个差异表达基因包括352个上调表达基因，460下调表达个基因。这些差异表达基因分属于47个功能组中，其中涉及免疫、刺激、发育和生殖等生物学过程。而敲低stunted导致1,293个基因表达出现显著差异，包括737个基因上调表达，556个基因下调表达。并显示stunted可能通过影响20E和JH信号通路的活力来调控赤拟谷盗的变态行为。.进而我们还分析了Tcmthl1和stunted的下游信号通路，及相关信号通路中部分基因的功能及其与mthl和stunted的相互关系，为全面解析Mthl和Stunted的功能和信号通路提供了重要基础。