胰岛素样肽2(ILP2)敲低导致雄性阔角谷盗的下颌显著缩小。
近日，来自东京城市大学的科学家们发现，在不同的营养环境中，一种名为ILP2的特殊胰岛素样肽调节着阔角谷盗（一种甲虫，主要危害面粉，是面粉厂害虫之一；也可在稻谷、大米、中药材中发生并造成危害）的“武器”大小。当ILP2的表达被抑制时，阔角谷盗下颌骨会缩小，而且ILP2在其储存营养物质的“脂肪体”中特异表达。这项研究对于理解不同生物在不同环境中的生长有重要意义。相关论文发表在《公共科学图书馆·生物学》。
从鹿角到甲虫角，动物王国里遍布着由性选择而来的夸张饰品和武器。它们的生长和大小在不同的物种之间有很大的差异，从而导致了不同的交配策略。而动物们的性选择特征变异通常与身体大小或“条件”呈正异速生长关系。尽管性选择特征的条件依赖性生长非常重要，但我们对环境如何影响这些可见特征的复杂发育过程仍然知之甚少。
胰岛素样肽(ILPs)和生长因子(IGFs)广泛存在于无脊椎动物和脊椎动物中，在生长和新陈代谢中共同发挥作用。最近对昆虫遗传学的研究表明，不同的ILPs发挥着不同的功能。然而，尽管我们对ILP在果蝇等模式生物中的作用有一些了解，但对其在实验室之外的功能知之甚少——ILPs的分子功能如何影响表型的复杂性？又如何影响在特定自然环境中性状的多样化？
为了探究这个问题，东京都立大学的Yasukazu Okada等对阔角谷盗进行了研究。在粮店和工厂里，雄性阔角谷盗为了和同性战斗，发育出了夸张的下颌，体型越大，下颌也越大。此前的研究还发现这个特征能给幼虫提供更好的营养。因此阔角谷盗成为了研究条件生长分子机制的理想生物。
研究小组检查阔角谷盗的基因组时发现了5个不同的ILP基因，分别标记为GcorILP1~5，它们都编码了不同的ILP (ILP1~5)。充足喂养的较大的幼虫在蛹前期ILP2表达升高，而“不充足”喂养的较小的幼虫则不会升高。此外，ILP2在脂肪体中特异表达，体型较小的幼虫由于脂肪较少，ILP2的表达也较低。随后，研究人员通过RNA干扰技术抑制了ILP2的表达，发现GcorILP2“基因敲低”不仅与下颌骨缩小之间存在直接联系，还与幼虫的喂养情况相关。
这是科学家们首次发现，在不同的条件下，特定的ILP如何与性选择的夸张特征相联系。该研究充分说明了ILPs的功能多样性对特定肽发挥特殊作用的影响。这是科学家阐明胰岛素/胰岛素样生长因子信号通路如何影响复杂发育机制和进化的重要一步。
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编译：花花
审稿：西莫
责编：雷鑫宇
期刊来源： 《公共科学图书馆·生物学》
期刊编号： 1545-7885
原文链接：
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-01/tmu-sip010620.php
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