华南师范大学生命科学学院任充华研究员和李胜教授团队从分子水平系统揭示了DNA胞嘧啶甲基化（5mC）如何调控德国小蠊的绒毛膜形成和受精过程，拓宽了大家对表观遗传调控昆虫生殖的认识。12月12日，相关成果以article形式在线发表于《自然-通讯》。
尽管我们已经了解到DNA甲基化对昆虫的生殖能力有着极大影响，但其具体的分子机制依然成谜。为此，该研究选择了蜚蠊目蟑螂德国小蠊作为研究对象。德国小蠊是最为常见且与人类生活密切相关的卫生害虫之一，以其“不挑食、饿不坏、不怕脏、长得壮、生得多、打不死”的独特生物学特点而被称为“小强”；而且，该物种的DNA 5mC水平在所有已知的昆虫中最高。
研究表明，在敲降DNA Dnmt1基因水平时，德国小蠊卵巢中的5mC水平显著下降，并触发了1868个基因的上调。通过全基因组DNA甲基化测序和转录组测序的联合分析，研究人员发现ftz-f1基因启动子区域的DNA甲基化水平下降，导致其在生殖周期中异常高表达。ftz-f1的异常高表达还引发了胞外基质金属蛋白酶Mmp1的高表达，而过度的Mmp1表达水平可切割细胞间的粘附蛋白，导致细胞发生凋亡。因此，在Dnmt1基因沉默后，蜕皮激素水平的升高和Mmp1的异常表达影响了卵子滤泡细胞的正常发育，导致滤泡细胞凋亡、绒毛膜蛋白合成不足以及海绵体（精子进入卵子通道）结构异常，最终阻碍受精过程并影响子代的孵化。
昆虫作为地球上最多样化的动物类群之一，其高繁殖能力在生态系统中发挥着关键作用。然而，迄今为止，我们对5mC修饰在昆虫生殖中的作用机理知之甚少。
该研究证明了昆虫中基因启动子区域的DNA甲基化与基因的转录水平呈负相关性，并首次找到了串联DNA 5mC修饰和卵子发育的关键“开关”基因ftz-f1，为昆虫繁殖生物学研究提供了新的见解，也为害虫防治提供了新的思路和分子靶标。
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-023-43987-5
华南师范大学生命科学学院任充华研究员和李胜教授团队从分子水平系统揭示了DNA胞嘧啶甲基化（5mC）如何调控德国小蠊的绒毛膜形成和受精过程，拓宽了大家对表观遗传调控昆虫生殖的认识。12月12日，相关成果......
表观遗传学改变和代谢功能障碍是衰老的两个标志。然而，它们之间在调节衰老过程中的相互作用机制仍不清楚。近期，来自我国科学院动物研究所、南方科技大学、澳门科技大学等单位的研究团队在《SignalTrans......
近日，中国农业科学院植物保护研究所作物病原生物功能基因组研究创新团队联合国内其他科研单位，首次发现植物病毒可以激活植物的DNA主动去甲基化机制来逃逸植物DNA甲基化介导的防御反应，相关研究结果在线发表......
转座子（transposon）最早由美国遗传学家BarbaraMcClintock在玉米中发现，在细菌、病毒以及真核生物的基因组中广泛分布。转座子类似内源性病毒，能够在宿主基因组中“复制和粘贴”自己的......
北京大学生物医学前沿创新中心（BIOPIC）、北京未来基因诊断高精尖创新中心（ICG）汤富酬教授/文路副研究员团队与北京大学第三医院普外科付卫教授团队合作，利用团队之前开发的甲基化CpG短串联扩增与测......
DNA甲基化是一种保守的表观遗传修饰，对基因表达和基因组稳定性具有重要意义。RNA介导的DNA甲基化（植物RdDM途径）是植物小RNA参与表观调控的重要方式，其需要两个植物特有的RNA聚合酶——Pol......
近日，南京农业大学在PNAS上发表了最新研究文章，从DNA甲基化和转录水平揭示了基因组多倍化如何增强水稻在盐胁迫环境中的适应能力。基因组多倍化（全基因组加倍）在植物的进化过程中普遍发生。许多植物包括重......
DNA甲基化（5mC）和RNA甲基化（m6A）是两种重要的核酸修饰，在基因表达调控中发挥重要作用并参与诸多生物学过程。然而，这两种核酸修饰之间是否存在内在关联性却不清楚。近日，中国科学院植物研究所秦国......
中科院生物物理研究所朱冰课题组发现了卵细胞基因组DNA甲基化水平正常建立的首个保障因子Stella。相关论文近日刊登于《自然》。雌性哺乳动物的一生中只能提供有限数目的卵子。卵子的DNA甲基化水平很低，......
近日，《NatureCommunications》杂志在线发表了中科院分子植物卓越中心/植物生理生态研究所上海植物逆境生物学研究中心朱健康研究组和杜嘉木研究组合作完成的题为”ArabidopsisAG......