東京——東京城市大學的一名科學家和他的同事發(fā)現，一種名為ILP2的特定胰島素樣肽可以在不同的營養(yǎng)環(huán)境中調節(jié)角質納豆甲蟲體內“武器”的大小。他們發(fā)現，當肽的表達受到抑制時，下頜骨的大小會減小，它會在甲蟲儲存營養(yǎng)的“脂肪體”中特異性表達。這對于理解不同的生物如何在不同的環(huán)境中驚人地生長具有重要意義。
從鹿角到甲蟲角，動物界充斥著夸張的裝飾品和武器，它們來自于性選擇。它們的生長和大小可能因標本而異，并產生獨特的交配策略，如打架、偷偷摸摸或分散到競爭較弱的地區(qū)。這種變化通常與身體大小或“狀況”有關，這種關系稱為正形。盡管這些特征依賴于條件的增長是非常重要的，但是對于環(huán)境如何影響這些可觀察特征的復雜發(fā)展的機制卻知之甚少。
胰島素樣肽和生長因子廣泛存在于無脊椎動物和脊椎動物(如人類)中，被認為具有與生長和代謝相關的共同作用。昆蟲遺傳學的最新研究表明，各種ILP發(fā)揮不同的功能。例如，有8只果蠅，10只豌豆蚜蟲和40多只蠶。然而，盡管我們對ILP在果蠅等模式生物中的作用知之甚少，但對其在實驗室外的功能卻知之甚少，尤其是其功能性分子功能導致特定自然環(huán)境中表型的復雜性或性狀的多樣化。
因此，由東京大學岡田敬一領導的研究小組用廣角研究了甲蟲。在糧店和工廠里發(fā)現的雄性甲蟲會為了雄性之間的爭斗而夸大它們的下顎。甲蟲的下頜骨較大，以往的研究發(fā)現與幼蟲的營養(yǎng)更好有關。這使得研究條件生長的分子基礎成為理想的選擇。該團隊檢查了甲蟲的基因組，發(fā)現了五個不同的ILP基因，標記為GcorILP1到5，它們都編碼不同的ILP(ILP1到5)。首先，他們發(fā)現喂養(yǎng)足夠大的幼蟲表明ILP2表達在前期增加，而可憐地喂養(yǎng)較小的幼蟲沒有。他們還發(fā)現，同樣的肽在脂肪中有特異性表達。由于脂肪較少，較小的幼蟲表達較少的肽。此外，通過使用一種被稱為RNA干擾的技術來阻止ILP2的表達，他們發(fā)現了所謂的GcorILP2敲除(KD)和下頜骨尺寸減小之間的直接相關性，更不用說與健康水平的相關性了。喂幼蟲。
這是第一次發(fā)現特定的ILP與不同條件下性別選擇的夸張性有怎樣的關系。它清楚地證明了ILP的功能多樣性是如何導致特定肽發(fā)揮非常特殊的作用的，是闡明整個胰島素/胰島素樣生長因子信號通路如何影響復雜的發(fā)育機制和進化的重要一步。
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