广东科技报：华工创新班绘制首张切叶蚁RNA编辑图谱
28.10.2014 10:54
本文来源: 华南理工大学
广东科技报１０月１７日第６版讯 （记者 冯海波 通讯员 周玉 樊丽）庞大的蚂蚁群有着明确的社会分工、严格的等级分化，是什么让看似低等的小昆虫有着如此社会化的属性呢？近日，“华南理工大学—深圳华大基因研究院”生命科学创新学院基因组科学创新班学生主持完成的《切叶蚁等级特异的RNA编辑组》研究成果，在国际顶级学术期刊《自然·通讯》上公开发表，揭示了蚂蚁社会分工的奥秘。
切叶蚁（Acromyrmex echinatior）因能从植物上切下叶子而得名，并对叶片进行加工用来种植真菌作为食物。作为一种真社会性昆虫，切叶蚁具有明确的劳动分工——蚁后肩负起整个种群大家庭的统管，产卵和繁衍后代；工蚁负责食物的采集，饲喂幼虫和蚁后以及建造、扩大巢穴，其行为模式可以说已经进入了“农业社会”。
目前认为，等级分化主要通过基因差异表达，由DNA甲基化以及组蛋白修饰等分子机制决定。然而，对于基因转录后调控机制的影响却知之甚少。相关研究表明，RNA编辑对于保持神经元正常功能，以及调节生物行为模式有着重要的作用。在该课题中，研究人员利用链特异性RNA-seq以及DNA重测序技术，结合自主研发流程对切叶蚁不同等级的处蚁后和大、小工蚁进行了全面、准确地检测，平均获得了11000个编辑位点，实验验证其准确度高达99%。研究人员发现在切叶蚁中能发生RNA编辑的基因主要与神经信号传导、节律调节等功能相关，这暗示着RNA编辑作为一种转录后修饰，精细地调控着切叶蚁脑部的基因表达，从而实现等级间的行为差异。通过和其他蚂蚁的比较分析，切叶蚁8-23%的编辑位点在蚂蚁中是保守存在的，这些编辑位点可能和蚂蚁真社会性的进化相关联。此外，研究人员还发现不同样品的全基因组RNA编辑模式和等级状态明显相关，而且还鉴定出了一批等级间显著差异编辑的位点，首次证明了RNA编辑对于蚂蚁行为的等级分化具有关键的调控作用。
该成果以华南理工大学2010级生物化学与分子生物学专业硕士生李启业为第一作者，2011级微生物学专业博士生王宗吉为并列第一作者，2010级生物技术专业本科生周旸为署名作者，华南理工大学为第一完成单位，联合深圳华大基因研究院、丹麦哥本哈根大学等共同完成。作为该项目的主要负责人，李启业负责此项研究的项目设计、分析指导和文章撰写；王宗吉承担了项目的主要分析工作，周旸负责对分析结果进行实验验证。其研究不仅首次绘制出了切叶蚁RNA编辑图谱，而且证明了RNA编辑对于调控切叶蚁等级间行为的分化具有重要作用，极大地拓宽了对等级分化分子机制的认识，也为真社会性动物的进化研究提供了新的思路。
本文来源: 华南理工大学
28.10.2014 10:54
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