Fzr调控家蚕丝腺细胞核内复制的新机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31772679
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    61.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1709.养蚕学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The cells of silkworm silk gland and fruit fly salivary gland enter into endoreplication during larval period and undergo multiple rounds of DNA replication without cell division. Previous reports in the fruit fly have been demonstrated that Fzr regulates the entry and maintenance of the endoreplication by mediating the ubiquitin ligase to target on CycB and other proteins for their ubiquitin-mediated degradation. But, we also found that Fzr RNAi in fruit fly salivary gland can promote the transcription of the CycB gene and inhibit the transcription of the Mcm genes involved in DNA replication; we further observed the continuous expression of the Fzr gene but the lack of CycB expression in silkworm silk gland at mRNA level. Given that Fzr is not a transcription factor, we speculate that Fzr may be involved in the transcriptional regulation of CycB and other genes involved in endoreplication. In this study, using the silkworm and fruit fly as excellent models and combining the approaches of knock out, RNAi, transgenic overexpression, RNA-seq, Co-IP, mass spectrometry, luciferase reporter assay, EMSA and ChIP, we are planning to systematically investigate the roles of Fzr in endorelication, to indentify the downstream potential transcription factor targets of Fzr, and to decipher the mechanisms underlying the response of transcription factor targets to Fzr and the regulation of Fzr on the transcription of genes involved in endoreplication. We hope that the results from this study not only provide new insights into the Fzr regulation on endoreplication at transcriptional level, but also help us to get new cues for genetically improving silk protein synthesis and the yields of silk production in the silkworm.
家蚕丝腺和果蝇唾液腺细胞在幼虫期发生核内复制,进行多轮DNA复制而不分裂。果蝇中的研究表明,Fzr通过蛋白互作直接介导泛素连接酶对CycB等靶蛋白的泛素化降解来调控核内复制。但是,我们发现果蝇Fzr的RNAi引起CycB转录并抑制DNA复制相关基因Mcm的表达,家蚕丝腺中Fzr持续表达但没有CycB的mRNA表达;鉴于Fzr并非转录因子,我们推测Fzr还可能间接调控CycB等核内复制相关基因转录。本项目拟以家蚕和果蝇为材料,综合应用基因敲除、RNAi、转基因过表达、转录组测序、Co-IP、质谱分析、荧光素酶报告基因分析、EMSA和ChIP等方法,深入分析Fzr在核内复制中的功能并鉴定Fzr的下游转录因子靶标,解析Fzr下游转录因子对Fzr的应答机制及其对核内复制相关基因转录的调控机制。相关结果有助于建立Fzr在转录水平调控核内复制的新机制,并可为家蚕丝蛋白合成及丝产量的分子改良提供新线索。

结项摘要

家蚕丝腺是丝蛋白合成与分泌的场所,其细胞在幼虫阶段进入核内复制细胞周期,只进行DNA复制而不能发生胞质分裂,从而形成多倍体细胞。果蝇唾液腺等类似器官中的研究显示,支架蛋白Fzr是核内复制细胞周期进入与维持的关键调控分子。本研究通过在家蚕丝腺和果蝇唾液腺中的联合系统研究,建立了Fzr调控细胞核内复制的新机制,并证实唾液腺对系统性生长的调控作用。主要研究发现如下:(1)建立了调控细胞核内复制的Fzr-H2Bub-Myc信号级联途径:证实转录因子Myc是Fzr的下游信号分子,Fzr表达降低所导致的DNA复制停滞及细胞生长受阻等异常表型能被Myc过表达回救;Fzr与组蛋白H2B发生互作,进而增强Myc基因启动子区H2B的泛素化(H2Bub)水平并促进Myc转录;Myc对细胞周期蛋白基因CycB和DNA复制过程所必需的微小染色体维持蛋白(MCM)家族成员MCM6的转录分别具有直接抑制和促进作用;Fzr-H2Bub-Myc级联途径在家蚕、果蝇及人细胞中高度保守。(2)揭示了Fzr敲除突变对丝腺细胞核内复制及丝蛋白合成的影响:利用CRISPR/Cas9系统在家蚕后部丝腺中特异敲除Fzr,导致丝腺发育及丝腺细胞核内复制进程受阻,丝蛋白合成降低。蛋白质组学分析发现,Fzr敲除突变抑制了核糖体生成途径,上调了蛋白质降解途径。(3)证实了Myc对家蚕丝腺细胞核内复制的调控作用:利用家蚕FibH基因启动子驱动Myc在家蚕后部丝腺特异过表达,导致MCM家族成员的表达上调,并促进后部丝腺细胞中的DNA复制过程,提高了丝蛋白合成。(4)发现了果蝇唾液腺分泌的参与调控个体系统性生长的Sgsf蛋白:唾液腺特异表达的Sgsf蛋白可以分泌至血淋巴,进而通过内分泌方式调控个体系统性生长。该研究不仅揭示了昆虫细胞核内复制调控新机制,也为提高家蚕丝腺细胞中DNA复制及丝蛋白合成的遗传改造提供了新思路。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A novel transcriptional cascade is involved in Fzr-mediated endoreplication
Fzr介导的内复制涉及一种新的转录级联
  • DOI:
    10.1093/nar/gkaa158
  • 发表时间:
    2020-05-07
  • 期刊:
    NUCLEIC ACIDS RESEARCH
  • 影响因子:
    14.9
  • 作者:
    Qian, Wenliang;Li, Zheng;Cheng, Daojun
  • 通讯作者:
    Cheng, Daojun
Enhanced Myc Expression in Silkworm Silk Gland Promotes DNA Replication and Silk Production.
家蚕丝腺中 Myc 表达增强促进 DNA 复制和丝生产
  • DOI:
    10.3390/insects12040361
  • 发表时间:
    2021-04-18
  • 期刊:
    Insects
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Qian W;Yang Y;Li Z;Wu Y;He X;Li H;Cheng D
  • 通讯作者:
    Cheng D
Kruppel homolog 1 represses insect ecdysone biosynthesis by directly inhibiting the transcription of steroidogenic enzymes
Krüppel 同源物 1 通过直接抑制类固醇生成酶的转录来抑制昆虫蜕皮激素生物合成
  • DOI:
    10.1073/pnas.1800435115
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Proc Natl Acad Sci USA
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Tianlei Zhang;Wei Song;Zheng Li;Wenliang Qian;Ling Wei;Yan Yang;Weina Wang;Xuan Zhou;Meng Meng;Jian Peng;Qingyou Xia;Norbert Perrimon;Daojun Cheng
  • 通讯作者:
    Daojun Cheng
A salivary gland-secreted peptide regulates insect systemic growth
唾液腺分泌的肽调节昆虫全身生长
  • DOI:
    10.1016/j.celrep.2022.110397
  • 发表时间:
    2022-02-22
  • 期刊:
    CELL REPORTS
  • 影响因子:
    8.8
  • 作者:
    Li, Zheng;Qian, Wenliang;Cheng, Daojun
  • 通讯作者:
    Cheng, Daojun
Identification and characterization of the Anillin Gene in silkworm
家蚕 Anillin 基因的鉴定与表征
  • DOI:
    10.1089/dna.2019.4660
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    DNA Cell Biol
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Peng Wang;Wenliang Qian;Weina Wang;Mengpei Guo;Qingyou Xia;Daojun Cheng
  • 通讯作者:
    Daojun Cheng

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

家蚕驯化过程中受到选择的2个GMC氧化还原酶基因的序列变异分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    蚕业科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    程道军;唐林;孟勐;夏庆友
  • 通讯作者:
    夏庆友
家蚕和野桑蚕脂肪酸脱氢酶desat4全长cDNA和启动子的克隆及其原核表达
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    昆虫学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈全梅;程道军;马振刚;胡晓明;查幸福;赵萍
  • 通讯作者:
    赵萍
家蚕蛹期特异基因BmCP283的启动子活性分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    蚕业科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    彭健;钱文良;程道军;夏庆友
  • 通讯作者:
    夏庆友
家蚕微孢子虫cDNA文库的构建及部
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    蚕业科学,2004,30(4):363-366
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘加彬;潘国庆;程道军;夏庆友
  • 通讯作者:
    夏庆友

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

程道军的其他基金

转录因子Ubx调控家蚕后部丝腺发育的分子机制研究
  • 批准号:
    32370555
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
组蛋白H3K27甲基化修饰调控家蚕蜕皮激素合成的分子机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
保幼激素调控家蚕蜕皮激素合成的新机制
  • 批准号:
    31572464
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    58.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
家蚕丝腺中BR-C转录因子互作蛋白的鉴定及功能研究
  • 批准号:
    31272503
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    80.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
家蚕眠性主基因的定位克隆及分子作用机制研究
  • 批准号:
    31172267
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    62.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
家蚕化学受体基因及其在嗅觉味觉调控中的分子机制研究
  • 批准号:
    30571407
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    27.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

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]
      
关闭
close
客服二维码