近日，中國農(nóng)業(yè)科學院蜜蜂研究所資源昆蟲生物學與飼養(yǎng)團隊解析了蜜蜂工蜂和雄蜂胚胎發(fā)育期的磷酸化調(diào)控網(wǎng)絡，為深入理解蜜蜂胚胎發(fā)育的分子機制提供了理論依據(jù)。相關研究結果發(fā)表在《Frontiers in Cell and Developmental Biology》。
蜜蜂胚胎發(fā)育期是蜜蜂器官形成的重要時期，對成年蜜蜂生物學特性的形成具有重要意義。蛋白質的磷酸化是生物體內(nèi)一種普通的調(diào)節(jié)方式，在細胞信號轉導的過程中起重要作用，但是我們對蜜蜂胚胎發(fā)育過程中磷酸化調(diào)節(jié)網(wǎng)絡卻所知甚少。因此，團隊利用蛋白質組學、生物信息學和基因組學學科交叉研究手段，系統(tǒng)解析了調(diào)控胚胎發(fā)育的磷酸化調(diào)控網(wǎng)絡以及關鍵激酶和調(diào)控蛋白質。
在蜜蜂胚胎發(fā)育過程中，我們鑒定到一系列磷酸化蛋白質和磷酸化位點，并預測了相關的磷酸激酶。研究表明，蜜蜂工蜂和雄蜂在胚胎發(fā)育的過程中總體策略是相似的。在新生胚胎中，蛋白激酶A在調(diào)節(jié)細胞增殖和胚層形成中起重要作用。到了胚胎發(fā)育中期，激酶亞家族雙特異性酪氨酸調(diào)節(jié)激酶、細胞周期蛋白依賴性激酶 （CDK） 以及與蛋白質合成和形態(tài)發(fā)生相關的誘導途徑，支持了胚層發(fā)育、器官發(fā)生和背索閉合等各個重要事件的進行。通過比較相同日齡的工蜂和雄蜂的胚胎發(fā)育，發(fā)現(xiàn)二者分化形成出不同的調(diào)控策略，并且這些差異與工蜂和雄蜂胚胎發(fā)育的軌跡是吻合的。最后利用RNA干擾技術對關鍵調(diào)控激酶CAMK2進行了功能驗證。這是迄今為止最全面深入的蜜蜂胚胎磷酸化蛋白質組數(shù)據(jù)，為下一步的蜜蜂胚胎干細胞和轉基因研究提供了理論依據(jù)。
該研究得到國家自然基金、中國農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程、國家蜂產(chǎn)業(yè)技術體系等項目支持。
原文鏈接：
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcell.2022.1006964/abstract
