2016年1月4日,国际知名期刊Journal of Biological Chemistry [2016, 291(10):5418-5427]发表了周树堂教授团队的研究论文“Juvenile Hormone Activates the Transcription of Cell division-cycle 6 (Cdc6) for Polyploidy-dependent Insect Vitellogenesis and Oogenesis”。
保幼激素(juvenile hormone, JH)既在昆虫幼虫阶段拮抗蜕皮激素(20-hydroxyecdysone, 20E)的作用而决定昆虫蜕皮或变态外,还在昆虫成虫羽化后促进生殖,但对JH促进生殖的分子机制仍缺乏了解。飞蝗是重要农业害虫,有很强的繁殖能力,它的卵巢属于无滋式,即卵小管没有滋养细胞或滋养丝,卵成熟所需的卵黄原蛋白(Vg)等由脂肪体合成,通过血淋巴和卵泡细胞的胞间通道运送到成熟过程中的卵母细胞。我们前期的研究结果表明,飞蝗羽化后到产卵前的第一个促性腺周期内,脂肪体和卵泡细胞进行内分裂而形成多倍化细胞,为飞蝗生殖发育所必须,并且受JH调控。进一步研究发现复制解旋酶基因Mcm4和Mcm7在JH调控的飞蝗生殖发育中发挥重要作用,JH通过其受体复合体Met/Taiman直接调控Mcm4和Mcm7的表达,影响细胞的DNA复制和多倍化,进而调节卵黄发生和卵成熟。Mcm加载到DNA复制起点形成复制前体依赖于细胞分裂周期蛋白Cdc6,在JH诱导下,Cdc6与Mcm4、Mcm7协同调高DNA复制和细胞倍性,增加包括Vg在内的基因拷贝数,进而促进Vg的大量合成,同步满足多个卵的成熟。