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新突破！河大在國際頂尖期刊PNAS發(fā)表重要研究成果

河南大學

2021-9-10 08:24:01 文/趙陽圖/紀嘉澍

全文共1345字，閱讀時間約為4分鐘~

“雙一流”建設專欄

河南大學

近日，《美國科學院院刊》（PNAS）在線發(fā)表了河南大學周樹堂教授團隊題為“The vitellogenin receptor functionality of the migratory locust depends on its phosphorylation by juvenile hormone”的研究論文（doi:10.1073/pnas.2106908118）。

該文通過對蝗蟲、棉鈴蟲和美洲大蠊的研究，揭示了保幼激素通過包括G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）、磷脂酶C（PLC）和蛋白激酶C iota（PKCι）在內的信號通路，誘導卵黃原蛋白受體（VgR）磷酸化，進而調控受體介導的內吞作用以及VgR從卵母細胞內向膜上遷移的分子機制。

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在所有卵生動物中，卵黃原蛋白以卵黃的形式在卵母細胞中積累，既是卵母細胞發(fā)育為成熟卵的前提，也是產卵之后胚胎發(fā)育的保障。VgR介導了卵黃原蛋白進入卵母細胞的內吞作用，同時也是卵母細胞的“門衛(wèi)”，控制著病原微生物和共生菌從母體到下一代的垂直傳播。雖然20世紀90年代已報道了VgR及其介導的內吞作用，但一直不清楚VgR如何在卵母細胞膜上結合卵黃原蛋白并進入胞內，又怎樣在卵母細胞內釋放卵黃原蛋白并從胞內返回到膜上。

在許多昆蟲中，卵黃原蛋白的合成、運輸和VgR介導的內吞作用由倍半萜類的保幼激素調控。保幼激素是昆蟲最重要的內分泌激素之一，不但抑制昆蟲從幼蟲到蛹到成蟲的變態(tài)，也促進成蟲生殖過程的卵黃生成和卵成熟。周樹堂教授團隊以蝗蟲為模式，利用磷酸化蛋白質組學、液相色譜質譜和藥理學分析，在VgR的第二個表皮生長因子前體同源結構域中鑒定到絲氨酸磷酸化位點Serine1361，發(fā)現保幼激素通過GPCRPLCPKCι信號通路誘導VgR在Serine1361磷酸化。借助遺傳學、分子生物學和細胞生物學的方法，發(fā)現只有在Serine1361磷酸化狀態(tài)下，VgR才能在卵母細胞膜上與卵黃原蛋白結合，進而通過內吞作用進入卵母細胞內。卵母細胞中內體的高酸性條件誘導VgR去磷酸化，去磷酸化的VgR與卵黃原蛋白分離，使卵黃原蛋白以卵黃形式儲存于卵內，而VgR被PKCι磷酸化后返回到卵母細胞膜表面。進一步通過對棉鈴蟲、美洲大蠊等其它昆蟲的研究，發(fā)現VgR磷酸化及其介導的內吞作用和亞細胞循環(huán)在進化上高度保守。

PNAS是國際頂級跨學科學術期刊，發(fā)表的論文涵蓋生物、醫(yī)學、化學、物理、數學、生態(tài)學等。在該研究中，青年教師荊玉譜副教授為第一作者，周樹堂教授為通訊作者，博士研究生李倫杰、碩士研究生張慈等為共同作者，河南大學為獨立完成單位。該研究得到國家自然科學基金重點項目、聯(lián)合基金重點項目和青年項目的資助。

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周樹堂，二級教授，博士生導師，河南大學棉花生物學國家重點實驗室主任，“杰出人才特區(qū)支持計劃”特聘教授。曾獲美國圍產期學會“青年科學家獎”、農業(yè)部“全國棉鈴蟲防治先進個人”。2019年10月1日，作為中組部邀請的河南高校3名科學家之一，參加國慶70周年慶典觀禮。長期從事昆蟲學和植物保護學研究，主持國家自然科學基金重點項目、聯(lián)合基金重點項目、973項目等，在PNAS、Cellular and Molecular Life Sciences、Development、PLoS Genetics等國際知名期刊發(fā)表學術論文30多篇，論文被“Faculty of 1000”推薦，出版著作1部，授權專利3項。

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據悉，周樹堂教授圍繞植物生物脅迫中的害蟲大量繁殖、環(huán)境適應和暴發(fā)危害特點，開展昆蟲生殖的激素與營養(yǎng)調控機制研究。近年在PNAS、Development、Cellular and Molecular Life Sciences、PLoS Genetics等國際知名期刊發(fā)表系列學術論文，提出并闡述了JH/Met/Kr-h1通路既抑制昆蟲幼蟲變態(tài)也促進成蟲生殖的假說，探究了卵黃原蛋白大量合成和眾多卵同步成熟的分子機制，闡釋了激素、營養(yǎng)和表觀遺傳學因子協(xié)同調控昆蟲大量產卵的機理。

論文鏈接：

https://www.網址未加載/content/118/37/e2106908118

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