Xác định và biểu hiện của gene protein màng đáy khả nghi trong ruột giữa của Helicoverpa armigera

BMC Developmental Biology - 2007
Jialin Wang1, Xiaojuan Jiang1, Qian Wang1, Lei Hou1, XU De-sheng1, Jinxing Wang1, Xiao‐Fan Zhao1
1School of Life Sciences, Shandong University, Jinan 250100, China

Tóm tắt

Tóm tắt Những điểm nền tảng Ruột giữa trải qua hiện tượng histolysis và tái cấu trúc trong quá trình chuyển đổi từ ấu trùng sang trưởng thành ở côn trùng hoàn toàn biến thái, nhưng các cơ chế phân tử liên quan đến quá trình này vẫn chưa được hiểu rõ. Kết quả Thông qua phương pháp Khử nhân suy giảm lai (SSH), chúng tôi xác định được một cDNA dài 531 bp dự đoán mã hóa cho một protein dài 176 axit amin, mà chúng tôi gọi là hmg176. Phân tích Northern và western blot cho thấy nồng độ cao của hmg176 được biểu hiện trong ruột giữa trong suốt quá trình lột xác, nhưng không trong quá trình biến thái. Protein HMG176 được phát hiện thông qua miễn dịch huỳnh quang trong màng của các khối mỡ và màng đáy của ruột giữa ở cả ấu trùng lột xác và ấu trùng đang ăn, nhưng không có ở những ấu trùng đã cam kết biến thái. Lai ghép in situ cho thấy các bản sao hmg176 chủ yếu tập trung ở các tế bào hình cột của ruột giữa. Thú vị thay, một agonist ecdysone không steroid, RH-2485, đã làm tăng đáng kể việc biểu hiện của hmg176. Kết luận Các quan sát này gợi ý rằng hmg176 mã hóa cho một protein đặc trưng cho ấu trùng có thể tham gia vào việc duy trì ruột giữa của ấu trùng trong quá trình phát triển, có thể là phản ứng với ecdysteroid in vivo. Nghiên cứu này sẽ làm sáng tỏ hiểu biết của chúng ta về các cơ chế phân tử của hiện tượng histolysis của mô trong quá trình biến thái.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Zeiske W, Meyer H, Wieczorek H: Insect midgut K(+) secretion: concerted run-down of apical/basolateral transporters with extra-/intracellular acidity. J Exp Bio. 2002, 205: 463-74.

Levy SM, Falleiros AM, Gregorio EA, Arrebola NR, Toledo LA: The larval midgut of Anticarsia gemmatalis (Hubner) (Lepidoptera: Noctuidae): light and electron microscopy studies of the epithelial cells. Braz J Biol. 2004, 64: 633-8. 10.1590/S1519-69842004000400010.

Cioffi M: The morphology and fine structure of the larval midgut of a moth (Manduca sexta) in relation to active ion transport. Tissue Cell. 1979, 11: 467-79. 10.1016/0040-8166(79)90057-0.

Elvin CM, Vuocolo T, Pearson RD, East IJ, Riding GA, Eisemann CH, Tellam RL: Characterization of a major peritrophic membrane protein, peritrophin-44, from the larvae of Lucilia cuprina. cDNA and deduced amino acid sequences. J Biol Chem. 1996, 271: 8925-35. 10.1074/jbc.271.15.8925.

Lehane MJ: Peritrophic matrix structure and function. Ann Rev Entomol. 1997, 42: 525-550. 10.1146/annurev.ento.42.1.525.

Uwo MF, Ui-Tei K, Park P, Takeda M: Replacement of midgut epithelium in the greater wax moth, alleria mellonella, during larval-pupal moult. Cell Tissue Res. 2002, 308: 319-331. 10.1007/s00441-002-0515-1.

Thummel CS: Steroid-triggered death by autophagy. Bioessays. 2001, 23: 677-682. 10.1002/bies.1096.

Yin VP, Thummel CS: Mechanisms of steroid-triggered programmed cell death in Drosophila. Semi Cell Dev Biol. 2005, 16: 237-243. 10.1016/j.semcdb.2004.12.007.

Wu Y, Parthasarathy R, Bai H, Palli SR: Mechanisms of midgut remodeling: Juvenile hormone analog methoprene blocks midgut metamorphosis by modulating ecdysone action. Mech Develop. 2006, 123: 530-547. 10.1016/j.mod.2006.05.005.

Parthasarathy R, Palli SR: Developmental and hormonal regulation of midgut remodeling in a lepidopteran insect, Heliothis virescens. Mech Develop. 2007, 124: 23-34. 10.1016/j.mod.2006.09.002.

Adachi T, Tomita M, Yoshizato K: Synthesis of prolyl 4-hydroxylase α subunit and type IV collagen in hemocytic granular cells of silkworm, Bombyx mori: Involvement of type IV collagen in self-defense reaction and metamorphosis. Matrix Biol. 2005, 24: 136-154. 10.1016/j.matbio.2005.01.007.

Yang X-M, Hou L-J, Dong D-J, Shao H-L, Wang J-X, Zhao X-F: Cathepsin B-like proteinase is involved in the decomposition of the adult fat body of Helicoverpa armigera. Arch Insect Biochem Physiol. 2006, 62: 1-10. 10.1002/arch.20115.

Zhao X-F, He H-J, Dong D-J, Wang J-X: Identification of Differentially Expressed Proteins during Larval Molting of Helicoverpa armigera. J Proteome Res. 2006, 5: 164-169. 10.1021/pr0502424.

Diatchenko L, La Y-FC, Campbell AP, Chenchik A, Moqadam F, Huang B, Lukyanov S, Lukyanov K, Gurskaya N, Sverdlov ED, Siebert PD: Suppression subtractive hybridization: A method for generating differentially regulated or tissue-specific cDNA probes and libraries. Proc Natl Acad Sci USA. 1996, 93: 6025-6030. 10.1073/pnas.93.12.6025.

Gurskaya NG, Diatchenko L, Chenchik A, Siebert PD, Khaspekov GL, Lukyanov KA, Vagner LL, Ermolaeva OD, Lukyanov SA, Sverdlov ED: Equalizing cDNA subtraction based on selective suppression of polymerase chain reaction: Cloning of Jurkat cell transcripts induced by phytohemaglutinin and phorbol 12-myristate 13-acetate. Anal Biochem. 1996, 240: 90-97. 10.1006/abio.1996.0334.

Dong D-J, He H-J, Chai L-Q, Wang J-X, Zhao X-F: Identification of differentially expressed genes during larval molting and metamorphosis of Helicoverpa armigera. BMC Dev Biol. 2007,

BLAST. [http://www.ncbi.nlm.nih.gov]

ProtFun 2.2. [http://www.cbs.dtu.dk/services/ProtFun/]

Riddiford LM, Hiruma K, Zhou X-F, Nelson CA: Insights into the molecular basis of the hormonal control of molting and metamorphosis from Manduca sexta and Drosophila melanogaster. Insect Biochem Mole Biol. 2003, 33: 1327-1338. 10.1016/j.ibmb.2003.06.001.

Langelan RE, Fisher JE, Hiruma K, Palli SR, Riddiford LM: Patterns of MHR3 expression in the epidermis during a larval molt of the tobacco hornworm Manduca sexta. Dev Biol. 2000, 227: 481-94. 10.1006/dbio.2000.9895.

Liu J, Shi G-P, Zhang W-Q, Zhang G-R, Xu W-H: Cathepsin L function in insect moulting: molecular cloning and functional analysis in cotton bollworm, Helicoverpa armigera. Insect Mo Biol. 2006, 15: 823-834. 10.1111/j.1365-2583.2006.00686.x.

Webb BA, Riddiford LM: Regulation of expression of arylphorin and female-specific protein mRNAs in the tobacco hornworm, Manduca sexta. Dev Biol. 1988, 130: 682-92. 10.1016/0012-1606(88)90360-0.

Dhadialla TS, Carlson GR, Le DP: New insecticides with ecdysteroidal and juvenile hormone activity. Annu Rev Entomol. 1998, 43: 545-69. 10.1146/annurev.ento.43.1.545.

Retnakaran A, Hiruma K, Palli SR, Riddiford LM: Molecular analysis of the mode of action of RH- a Lepidopteran-specific, non-steroidal ecdysteroid agonist. Insect Biochem Mol Biol. 5992, 25: 109-117. 10.1016/0965-1748(94)00037-I.

Zhao X-F, Li Z-M, Wang J-X, Wang J-B, Wang S-L, Blankespoor HD: Efficacy of RH- a new non-steroidal ecdysone agonist, against the cotton boll worm; Helicoverpa armigera (Lepidoptera: Noctuidae) in the laboratory and field. Crop Prot. 2485, 22: 959-965. 10.1016/S0261-2194(03)00111-X.

Zhao X-F, Wang J-X, Xu X-L, Li Z-M, Kang C-J: Molecular cloning and expression patterns of the molt-regulating transcription factor HHR3 from Helicoverpa armigera. Insect Mol Biol. 2004, 13: 407-412. 10.1111/j.0962-1075.2004.00499.x.

Ohlstein B, Spradling A: The adult Drosophila posterior midgut is maintained by pluripotent stem cells. Nature. 2006, 439: 470-474. 10.1038/nature04333.

Yang X-M, Hou L-J, Wang J-X, Zhao X-F: Expression and Function of Cathepsin B-Like Proteinase in Larval Hemocytes of Helicoverpa armigeraduring Metamorphosis. Arch Insect Biochem Physiol. 2007,

Zhao X-F, An X-M, Wang J-X, Du X-J, Dong D-J, Sueda S, Kondo H: Expression of the Helicoverpa cathepsin B-like proteinase during embryonic development. Arch Insect Biochem Physiol. 2005, 58: 39-46. 10.1002/arch.20030.

Zhao X-F, Wang J-X, Wang Y-C: Purification and characterization of a cysteine proteinase from eggs of cotton boll worm, Helicoverpa armigera. Insect Biochem Mol Biol. 1998, 28: 259264-

ExPASy Proteomics Server. [http://www.expasy.ch]

Basic Local Alignment Search Tool. [http://www.ncbi.nlm.nih.gov]

Thông tin
Thông tin xuất bản

BMC Developmental Biology

Thông tin tác giả