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【一区4.611分】褐飞虱-爱基百客ChIP-seq又发文章

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【一区4.611分】褐飞虱-爱基百客ChIP-seq又发文章

发布日期:2020-07-10 作者:爱基百客 点击:

真核生物转录起始过程十分复杂,往往需要多种蛋白因子的协助,转录因子与RNA聚合酶Ⅱ形成转录起始复合体,共同参与转录起始的过程,从而完成对下游基因的调控作用,那这种调控机制如何去探究的呢?近日Science China-Life Sciences发文FoxO directly regulates the expression of TOR/S6K and vitellogenin to modulate the fecundity of the brown planthopper,阐述了FoxO通过与NlS6K,NlTOR启动子和NlVg外显子结合影响Vg网络中的基因表达来调节昆虫繁殖力,其中FoxO的ChIP-seq实验由爱基百客承担。



01-

研究背景


作为保守的转录因子,FoxO在抗逆,寿命,生长和繁殖多种生理过程中起着至关重要的作用。人们之前关于FoxO的研究主要集中在人类,小鼠,果蝇和秀丽隐杆线虫上,而关于农业害虫的报道很少,特别是关于FoxO如何调节昆虫繁殖力知之甚少。在亚洲,褐飞虱(BPH)是水稻生产中最严重的害虫之一,高繁殖力是褐飞虱爆发的主要原因。



02-

研究结果


1ChIP-seq鉴定NlFoxO结合位点

为了深入了解NlFoxO如何调节BPH中的繁殖力,作者利用BPH成年和若虫进行了ChIP-seq,并鉴定了11069个NlFoxO结合的特异peak,这些peak关联到BPH转录组中的2760个基因。基于转录组和BPH参考基因组之间的注释文件,将距5'末端上游转录起始位点3 kb的序列定义为启动子序列。这些结合区域中,基因间区占61.06%,启动子占6.80%,内含子占22.56%,基因的CDS占9.18%。在5'或3' UTR检测到不到0.50%的结合位点。然后作者使用MEME软件发现四个相似的motif都包含TGTTT core序列。已知FoxO调控的靶基因在不同物种之间差异很大,因此作者比较了BPH,黑腹果蝇和尖音库蚊的靶基因。结果显示有18.06%的基因(317)在BPH和果蝇中都是共有的,而在BPH和尖音库蚊之间没有发现重叠的基因。果蝇和尖音库蚊之间只有3个保守FoxO靶基因。                                         


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图1 FoxO ChIP-seq结果

 

(2)NlFoxO直接与S6K,TOR和Vg结合并影响其表达

作者为了验证N1FoxO是否特异性结合候选靶基因区域,使用ChIP定量PCR(ChIP-qPCR)进行验证。ChIP-qPCR结果证实了N1FoxO特异性结合核糖体蛋白S6激酶(S6K),丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶mTOR(TOR),卵黄蛋白原(Vg)这些基因启动子区域。经过进一步分析发现N1FoxO可能与NlS6K和NlTOR的启动子以及NlVg的第三个外显子结合,另外,作者进行了qRT-PCR来验证NlFoxO对成年雌性这些基因表达的影响。与对照组相比,NlS6K的mRNA水平在72 h内下调,NlTOR的mRNA水平在24 h和48 h下调。相反,NlVg的mRNA水平在所有三个时间点均显着增加。这些结果表明,N1FoxO的结合可能促进N1S6K和N1TOR的表达,并抑制N1Vg的表达。进一步作者利用萤光素酶活性来检测启动子活性。结果表明NlFoxO直接结合增强S6K和TOR的启动子活性。

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图2 FoxO ChIP-qpcr验证


(3)RNAi探究NlFoxO对BPH生殖力的影响

作者以短翅类BPH作为材料,将dsFoxO注射到一天大的BPH短翅类成年雌性,结果发现NlFoxO的mRNA和蛋白水平显着降低。然后作者进一步评估NlfoxO对BPH繁殖力的影响。结果显示NlVgR的mRNA水平在72小时内显着下降。尽管NlVg  mRNA水平在72小时内上调,但注射dsFoxO后72 h N1Vg的蛋白质水平却显着降低。最后,作者在注射dsFoxO后去测量BPH雌性所产卵的数量。与对照(dsGFP)相比,每对产卵的平均数量从628.70显着下降到305.50,下降了51.40%(图4E),平均孵化率从82.54%显着下降到75.33%。这些结果证实了N1FoxO对于维持BPH中的正常繁殖是必不可少的。

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图3 qRT-PCR验证NlFoxO对BPH生殖力的影响

 

总的来说,本研究表明FoxO通过与NlS6K,NlTOR启动子和NlVg外显子结合影响Vg网络中的基因表达从而调节昆虫繁殖力。


本文网址:http://www.igenebook.com/news/536.html

关键词:转录因子,ChIP,爱基百客

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