Dpp靶基因omb调控翅细胞命运的分子机理

Cell fate decision is vital for tissue and organ morphogenesis and development. Regions of different fates within tissues are often separated from another along straight boundaries. In the Drosophila wing disc, Decapentaplgic (Dpp) is a positioning organizer of the anterior/posterior (A/P) compartment, regulating cell survival, cell growth, morphogenesis and cell fate. One of the Dpp target optomotor-blind (omb), a most important transcription factor, mediates Dpp's role in many aspects. Apart from the A/P compartment regulation, our preliminary experiments showed that Drosophila omb suppressed dorsal cell fate decision. In this study, we will use genetics, immunochemistry, confocal microscopy, as well as molecular biology methods such as RNA in situ hybridization and RNA seq to dissect the molecular mechanisms underlying dorsal cell fate decision controlled by omb. Revealing the molecular mechanisms of wing disc morphogenesis will help understand the general mechanism regulated by Dpp signaling in organ development, and provide theoretical basis for fundamental research and genetic control of the agricultural pests.

细胞命运划分对组织器官发生和发育至关重要，不同命运的细胞群通常被严格的界限分开。在果蝇翅芽中，Decapentaplgic（Dpp）是前后隔间的组织者中心，调控细胞的存活、生长、形貌发生和命运分化。Dpp的靶基因optomotor-blind（omb）以多种方式介导了Dpp在翅细胞形貌发生过程的作用，是Dpp信号通路的重要转录因子。除了调控前后隔间形成，我们的初步结果发现omb抑制背部细胞命运。本研究将综合运用遗传学、免疫组织化学、激光共聚焦显微镜技术以及RNA原位杂交、RNA seq大数据分析等分子生物学技术，对Omb在翅细胞命运分化中的重要作用进行深入解析，寻找Omb下游靶标，全面理解Dpp下游转录因子调控器官发育的分子机理，为农业害虫的基础研究和遗传防治提供理论基础。

在该基金资助下，本项目开展了果蝇和农业害虫翅芽细胞存活、生长、形貌发生和命运分化的分子机理研究，取得了良好的研究进展。本研究综合运用遗传学、免疫组织化学、激光共聚焦显微镜技术、基因干扰以及RNA seq大数据分析等技术，发现关键信号通路Dpp和Ras/MAPK调控昆虫翅发育的机理。Dpp下游转录因子Omb抑制背部细胞命运。通过调控TrxG和PcG基因的转录，Omb影响ap在腹区的分布，同时Omb与已知的ap激活通路Vn/EGFR并行作用。Dpp和Wg信号通路的共同靶标vg基因减少，引起依赖于JNK-Caspase活性的翅芽细胞运动。这些研究为理解昆虫翅发育的分子机理，以及癌细胞的运动和迁移提供了理论依据和参考。在农业害虫小地老虎中，我们利用翅芽再生的模型研究了翅生长的信号通路，发现多种信号通路与果蝇保守，其中Ras/MAPK信号通路在翅再生生长中起关键作用。这一研究为农业害虫的遗传防治提供了一定的参考。后续可深入研究重要发育信号通路在农业害虫器官发育的分子机理，推进农业害虫的基础研究，并为遗传防治提供更多理论基础。.在项目自助下共发表科学论文9篇，其中第一标注1篇，其他标注8篇。