通过PERIOD和CRY2对钻石背的运动行为和头部白天转录组调节的比较分析

科学领域:

• * * 时间生物学
• * 分子生物学 * 分子生物学
• * 昆虫生理学 昆虫生理学

背景情况:

• *循环节律受地球24小时旋转的控制,影响生物的日常循环.
• * 通过PERIODs (PERs) 和CRYPTOCHROMEs (CRYs) 调节的核心时钟基因CLOCK和BMAL1,在哺乳动物中至关重要.
• * PER和CRY蛋白质在钻石背Plutella xylostella中所扮演的精确角色,Plutella xylostella是一种具有简化昼夜系统的模型,仍然在很大程度上没有特征.

研究的目的:

• * 研究PERIOD (PER) 和CRYPTOCHROME (CRY) 基因在Plutella xylostella中调节昼夜节律中的功能.
• *阐明PxPER和PxCRY2与核心时钟组件相互作用的分子机制.
• * 为了识别P. xylostella的昼夜时钟控制的基因和途径.

主要方法:

• * 在P. xylostella头部中对Pxper和Pxcry2的基因表达分析.
• *体外转录激活试验用于研究蛋白质相互作用.
• * 编辑CRISPR/Cas9基因以创建Pxper和Pxcry2的淘汰突变.
• *循环转录组测序以分析节律性基因表达.

主要成果:

• *Pxper和Pxcry2在P. xylostella的头部表现出不同的节奏表达模式.
• *PxCRY2直接抑制了CLK:BMAL1的活动,而PxPER则抑制了PxCLK/PxCYCLE.
• * 丢失Pxper或Pxcry2会扰乱活动节奏,而Pxcry2对于在黑暗中维持节奏至关重要.
• *许多基因表现出依赖于Pxper和Pxcry2的节奏表达,与结合体和Toll信号相关.
• *Pxcry2在突变者中保持了自己的节奏性,尽管幅度和相位发生了变化.

结论:

• *PxPER和PxCRY2在Plutella xylostella中调节昼夜节律方面发挥着独特而至关重要的作用.
• *由PxPER和PxCRY2调节的P. xylostella昼夜系统,为夜间动物的时钟机制提供了一个简化的模型.
• *鉴定到的节律基因突出显示了这种物种在昼夜调节中涉及结合体和Toll信号的参与.