近日，我院在昆虫学一区SCI期刊（Insect Science）上发表题为“Functional analysis of zona pellucida domain protein Dusky in Tribolium castaneum”的研究性论文（文章链接https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34237197/）。透明带结构域蛋白Dusky（Dy）对昆虫翅的形态发生具有重要作用，但是Dusky如何调控翅的发育目前还不清楚。前期的研究表明Dusky在Four-jointed和Forked上游调控赤拟谷盗翅的形态发生（Li, et al., 2017, Insect Molecular Biology）。本研究发现敲低dusky的表达抑制翅细胞的生长，推迟化蛹和羽化，促进蜕皮激素（20-hydroxyecdysone, 20E）的降解。RNA-seq结果显示沉默dusky导致413个基因表达出现显著差异，包括88个下调基因和325个上调基因。在这些差异基因中，敲低dusky上调CYP18A1的表达促进20E的降解，最终抑制翅细胞的生长。沉默dusky增加了TAT、Hpd和Hgo的转录进而促进酪氨酸和苯丙氨酸的分解代谢，导致氨基酸含量下降。敲低dusky还上调4E-BP的表达，而沉默4E-BP部分挽救dusky敲低介导的翅形态发生的表型。这些结果表明Dusky通过控制20E和氨基酸代谢调控昆虫翅的形态发生（Fig. 1）。本研究从激素和代谢层面解析Dusky调控翅发育的机制，为昆虫器官发育提供了新的理论知识。

江苏大学生命科学学院李承军副研究员作为本论文的第一作者，已毕业硕士研究生杨柳完成了本论文的主体工作、已毕业硕士研究生卢瑶瑶参与了本论文的部分工作。该研究得到国家自然科学基金青年基金和面上项目、江苏省普通高校自然科学面上项目、中国博士后科学基金以及江苏大学青年英才培育计划等项目的支持。

Fig. 1 Dy调控赤拟谷盗翅形态发生的初步工作模式