CREB (cAMP response element binding protein)作为转录因子,在许多环境刺激诱导的基因表达、长时程记忆形成中起到重要作用。环境诱导家蚕滞育的过程包括脑对环境信号的接收与长时程记忆。为此,我们从家蚕脑中克隆了家蚕CREB(BmCREB)基因,检测了BmCREB基因及其蛋白在不同滞育性家蚕中的动态表达,其结果强烈地暗示 BmCREB蛋白的两种亚型BmCREB1和BmCREB2的表达模式与家蚕滞育性密切相关,但BmCREB调控家蚕滞育的作用机制尚不清楚。本研究拟用RNAi和转基因等方法探明BmCREB对卵滞育的影响;通过对BmCREB基因剪接因子的研究,探讨BmCREB的上游调控机制;研究BmCREB各剪接体和磷酸化信号通路对下游基因的影响,解析BmCREB的下游调控机制,从而阐明家蚕脑对环境信号的接收、长时程记忆并调控滞育的分子机制。
Bombyx mori;diapause;environmental signal;CREB;phosphorylation
环境诱导二化性品种家蚕次代卵的滞育性表现出对环境信号的接收记忆和长时程的保持过程。动物长时程记忆的分子机制已揭示CREB (cAMP response element binding )作为一个转录因子参与长时程记忆形成。本课题利用CREB调控长时程记忆的机制,解析家蚕CREB在环境诱导家蚕滞育中的作用。我们按照课题的计划系统地分析了家蚕CREB和磷酸化CREB在家蚕胚胎期和幼虫期以及蛹期不同组织中的表达,在细胞水平分析了CREB的磷酸化途径以及滞育相关基因表达的影响,发现家蚕CREB的磷酸化参与环境诱导二化性家蚕滞育性的调节,而且家蚕CREB磷酸化是通过PKA途径调节,腺苷酸环化酶的激活剂forskolin可以提高家蚕CREB的表达并诱导非滞育性家蚕产滞育卵,有望深入阐明磷酸化CREB调控家蚕滞育的机制以及开发诱导家蚕滞育的产品。在细胞水平上研究了家蚕CREB的RNAi的体系,并在家蚕在体水平进行CREB的干涉研究。对家蚕二化性品种大造滞育性和非滞育性胚胎进行了转录组分析,发现两者表达差异明显的基因主要涉及能量代谢、胰岛素信号通路等。另一方面,以这个课题为导向和资助,我们研究了家蚕中与人类神经退行性疾病相关的早老素(presenilin)基因与功能,目前正在从学习记忆的角度,研究CREB、早老素和家蚕滞育的关系。