2018年12月17日,国际昆虫学领域TOP期刊Development[10.1242/dev.170670]发表了周树堂教授团队的研究论文“MicroRNA let-7 and miR-278 regulate insect metamorphosis and oogenesis via targeting juvenile hormone early response gene Krüppel-homolog 1"。
Kr-h1是JH的早期响应基因,在昆虫的发育中具有传递JH信号,抑制昆虫蜕皮和变态以及促进卵黄发生和卵巢成熟的作用。我们对可能调控Kr-h1的miRNA进行了系统鉴定,通过双萤光素酶报告基因以及RNA免疫共沉淀的方法,筛选到两个可能调控Kr-h1的miRNA,miR-278和let-7。过表达这两个miR-278或let-7能够抑制Kr-h1的表达,进而抑制Vg转录,卵巢发育,同时能够使五龄幼虫出现成虫的特征,这些表型与干扰Kr-h1所产生的表型一致,表明miR-278和let-7能够通过它们的靶基因Kr-h1,调控飞蝗的发育。进一步的研究表明,JH能够抑制miR-278和let-7的表达。据此我们发现,在幼虫时期,JH滴度持续下降,导致Kr-h1表达降低启动变态,同时JH水平的降低,解除了对let-7以及miR-278的抑制,这样let-7以及miR-278进一步发挥抑制Kr-h1的作用,保障变态发育的正常进行。在成虫阶段,JH一方面促进Kr-h1的表达,另一方面抑制let-7以及miR-278的表达进而保障Kr-h1的表达水平,促进Vg的表达以及卵的成熟。解析了miRNA参与JH—Kr-h1信号通路,调控昆虫变态和生殖的机制。