基于Cry/MagR/内源磁颗粒协同作用的昆虫磁感受机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31670855
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    65.0万
  • 负责人：
    潘卫东
  • 依托单位：
    中国科学院电工研究所
  • 学科分类：
    C0503.细胞感应与环境生物物理
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

This project uses migratory insects of rice planthoppers to build up Cry/MagR gene silencing insect model by using RNAi techniques. Based on the self-made devices developed for the study of light-dependent magnetic sensing behavior, the project focuses on the studies regarding the light-dependent magnetoreception behavior, the expression variations in magnetic responses of Cry/MagR, the physical and biochemistry of endogenous magnetic particle membranes and membrane-associated proteins, and the coordination mechanisms between Cry/MagR/magnetic particles. The key purpose is to characterize properties of light-dependent magnetoreception behavior in insects, to elucidate the key role of Cry/MagR involved and to clarify the coordination mechanisms between Cry/MagR/magnetic particles. It has significance in understanding the origin, development and evolution as well as the geomagnetic field orientation/navigation mechanisms involved in long-distance migration of insects. The study on magnetoreception/orientation mechanisms in major agricultural migratory pests may also help determine migratory paths and landing areas, and provide the basis for remote forecasting of migratory pests. Meanwhile, the project will play a positive role in promoting the research levels in magnetoreception.
本项目以迁飞性昆虫稻飞虱为对象，利用研制的昆虫光依赖磁感受行为研究装置，通过RNAi技术构建隐花色素（Cry）/铁硫簇蛋白（MagR）基因沉默的稻飞虱模型，重点开展（1）昆虫光依赖的磁感受行为（2）隐花色素/铁硫簇蛋白的磁响应表达变化机制（3）内源磁颗粒膜理化性质和膜相关蛋白的组成分析（4）隐花色素/铁硫簇蛋白/内源磁颗粒的协同作用机制研究。重点目标在于阐明昆虫光依赖的磁感受行为特性和Cry/MagR在其中的重要作用，以及解析Cry/MagR/内源磁颗粒相互之间的协同作用机制。研究成果对于认识昆虫磁感受行为的发生、发展、演化，以及解析昆虫利用地磁场参与远距离迁飞的定向/导航机理等均有重要意义。重大农业迁飞性害虫的磁感受/定向机制研究在生产和实践上亦有助于判断害虫迁飞路径及降落区域，为迁飞害虫的异地预测提供依据。同时，该项目对于推动整个生物磁感受研究的发展亦起到积极的促进作用。

结项摘要

本项目以迁飞性昆虫稻飞虱为对象，利用研制的昆虫光依赖磁感受行为研究装置，通过RNAi技术构建隐花色素（Cry）/铁硫簇蛋白（MagR）基因沉默的稻飞虱模型，重点开展昆虫光依赖的磁感受行为、隐花色素/铁硫簇蛋白的磁响应表达变化机制以及隐花色素/铁硫簇蛋白/内源磁颗粒的协同作用机制研究。重点目标在于阐明昆虫光依赖的磁感受行为特性和Cry/MagR在其中的重要作用，Cry/MagR 的磁响应表达变化和协同机制，以及“Cry-MagR-内源磁颗粒”三者之间的协同效应。重要结果：迁飞性昆虫褐飞虱可利用磁倾角罗盘进行觅食，其罗盘机制可能涉及IscA1（MagR）的参与；Frataxin可能在基于Cry/MagR/内源磁颗粒协同作用的昆虫磁感受机制中发挥关键作用，即Frataxin能直接介导协同光依赖磁感受机制中的光磁耦合；发现只有Cry1和IscA1存在相互作用，间接地支持了只有光敏感型Cry在动物基于磁倾角的光依赖磁感受过程中发挥作用的观点。研究结果有助于认识昆虫磁感受行为的发生、发展和演化，解析昆虫利用地磁场参与远距离迁飞的定向/导航机理，拓展重大农业害虫迁飞为害的分子调控研究新思路，并有望服务于迁飞害虫的预测预报及其防控。

项目成果

期刊论文数量（10）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（1）
Effects of pulsed electromagnetic fields on learning and memory abilities of STZ-induced dementia rats
脉冲电磁场​​对STZ致痴呆大鼠学习记忆能力的影响
  • DOI：
    10.1080/15368378.2019.1591437
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Electromagnetic Biology and Medicine
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    Li Yue;Zhang Yingchao;Wang Weihong;Zhang Yuxia;Yu Yang;Cheing Gladys Lai Ying;Pan Weidong
  • 通讯作者：
    Pan Weidong
Behavioral evidence for a magnetic sense in the oriental armyworm, Mythimna separata.
东方粘虫 Mythimna separata 磁感的行为证据
  • DOI：
    10.1242/bio.022954
  • 发表时间：
    2017-03-15
  • 期刊：
    Biology open
  • 影响因子：
    2.4
  • 作者：
    Xu J;Pan W;Zhang Y;Li Y;Wan G;Chen F;Sword GA;Pan W
  • 通讯作者：
    Pan W
用于糖尿病并发症研究的极低频脉冲磁场设计与实现
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    电工电能新技术
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    潘伟;潘卫东;许静静;孔祥阳
  • 通讯作者：
    孔祥阳
Molecular characterization, spatial-temporal expression and magnetic response patterns of iron-sulfur cluster assembly1 (IscA1) in the rice planthopper, Nilaparvata lugens
稻飞虱 Nilaparvata lugens 铁硫簇组装 1 (IscA1) 的分子特征、时空表达和磁响应模式
  • DOI：
    10.1111/1744-7917.12546
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Insect Science
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Xu Jing Jing;Zhang Ying Chao;Wu Jian Qi;Wang Wei Hong;Li Yue;Wan Gui Jun;Chen Fa Jun;Sword Gregory A;Pan Wei Dong
  • 通讯作者：
    Pan Wei Dong
Insect cytokine growth-blocking peptide may regulate density-dependent phase trait of cuticular melanization in the larval armyworm, Mythimna separata
昆虫细胞因子生长阻断肽可能调节粘虫幼虫角质层黑色化的密度依赖性相位特征
  • DOI：
    10.1016/j.aspen.2020.03.016
  • 发表时间：
    2020-06
  • 期刊：
    Journal of Asia-Pacific Entomology
  • 影响因子：
    1.5
  • 作者：
    Yingchao Zhang;Juan He;Yuxia Zhang;Yue Li;Yang Yu;Xingfu Jiang;Weidong Pan
  • 通讯作者：
    Weidong Pan

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其他文献

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  • 作者：
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  • 通讯作者：
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其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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