賈桂芳課題組與合作者首次報道RNA修飾m6A調(diào)控蜜蜂發(fā)育和級型分化
遺傳物質(zhì)相同的雌性蜜蜂幼蟲，因食物不同而發(fā)育為兩個迥異的社會級型：蜂王和工蜂。蜜蜂級型分化一直是科學(xué)界的研究熱點(diǎn)，至今仍未完全闡釋其機(jī)理。DNA表觀遺傳學(xué)被發(fā)現(xiàn)參與此過程，但RNA表觀遺傳學(xué)是否對其具有調(diào)控功能至今未有報道。近日，北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院賈桂芳課題組與中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蜜蜂研究所吳黎明團(tuán)隊和中山大學(xué)駱觀正團(tuán)隊合作，首次發(fā)現(xiàn)RNA修飾 N 6-甲基腺嘌呤（m6A）在蜜蜂發(fā)育和級型分化中具有重要調(diào)控功能，研究成果以“RNA m6A modification functions in larval development and caste differentiation in honeybee (Apis mellifera)”為題，于2021年1月6日在《細(xì)胞報道》（Cell Reports）上發(fā)表。
蜂王在整個幼蟲期（5天）都被飼喂足量的蜂王漿；而工蜂幼蟲在1到3日齡雖然同樣食用蜂王漿，但在質(zhì)和量上都差于蜂王；3日齡后，工蜂幼蟲的食物變?yōu)榛ǚ?、蜂蜜和王漿的混合物。因此，研究中選取1、3和5日齡三個不同發(fā)育階段的蜂王和工蜂幼蟲，進(jìn)行全轉(zhuǎn)錄組m6A測序和分析，發(fā)現(xiàn)m6A甲基化水平能夠被差異飼喂所改變，且m6A在蜜蜂幼蟲發(fā)育過程中水平升高并調(diào)控發(fā)育相關(guān)基因表達(dá)；工蜂幼蟲的甲基化豐度和被m6A修飾的基因數(shù)量都顯著高于蜂王幼蟲，5日齡時尤為明顯。對工蜂幼蟲施用甲基化抑制劑3-脫氮基腺苷（DAA）降低m6A甲基化水平并誘導(dǎo)出蜂王發(fā)育的特征。進(jìn)一步分子機(jī)制研究中發(fā)現(xiàn)多個級型分化調(diào)節(jié)基因受m6A調(diào)控。該工作以蜜蜂這一經(jīng)典的表觀遺傳學(xué)模型，首次報道了RNA修飾調(diào)控蜜蜂發(fā)育和級型分化。未來以蜜蜂為模型研究RNA修飾在社會性生物中的發(fā)育、行為、社會組織和分工的功能作用值得繼續(xù)探索。
賈桂芳課題組博士生肖雨（RNA修飾）、吳黎明研究員團(tuán)隊王妙助理研究員（蜜蜂研究）、駱觀正課題組博士生李言（生物信息學(xué)分析）為該論文的共同第一作者，賈桂芳研究員、吳黎明研究員、薛曉鋒研究員和駱觀正研究員為該論文的共同通訊作者。該工作得到了國家自然科學(xué)基金委和北京分子科學(xué)國家研究中心的資助。
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