2017年3月29日,国际知名刊物Journal of Biological Chemistry [2017,292(21):8823-8834]发表了周树堂教授团队的研究论文“Juvenile hormone differentially regulates two Grp78 genes encoding protein chaperones required for insect fat body cell homeostasis and vitellogenesis”。
78 kDa葡萄糖调节蛋白(78 kDa glucose-regulated protein,Grp78)在内质网(ER)中负责结合新合成的多肽并辅助其折叠成熟。分析已有的昆虫基因组信息,发现其它昆虫有一个Grp78基因,而蝗虫则有2个Grp78基因:Grp78-1和Grp78-2,Grp78-2在脂肪体中的表达量是Grp78-1的10倍。有趣的是,JH通过其受体二聚体Met/Tai直接调控Grp78-2的表达,但通过Mcm4/7依赖的DNA复制和多倍化调控Grp78-1的表达。用 RNAi 的方法干扰Grp78-1或Grp78-2均可以导致卵黄原蛋白的显著减少并伴有卵母细胞成熟和卵巢发育的障碍,同时敲低两个Grp78基因会导致更加严重的表型缺失,并且引发脂肪体细胞的内质网压力和细胞凋亡。研究结果表明,Grp78在JH依赖的飞蝗卵黄原蛋白生成、卵母细胞成熟和卵巢发育过程中发挥重要的作用。两个Grp78 基因的存在,结合不同的调控方式,能够促进脂肪体中Grp78的高表达,为大量合成的Vg及其它蛋白的折叠提供保障。
图1. 在JH调控的飞蝗卵黄原蛋白合成中两个Grp78基因的调控和功能模型