秀丽线虫感觉功能研究进展

秀丽线虫神经系统规模小、结构简单,功能却很完备。线虫能够感受多种环境信号,产生相应的行为反应,使其运动到适宜的环境中。线虫的感觉及调控机制一直是神经生物学家的研究热点。综述了线虫机械感受、化学感受、温度感受、光感受、伤害性感受、氧气和二氧化碳感受以及湿度感受的最新研究进展,为线虫感觉研究提供新的参考,也为高等动物感觉研究提供有利借鉴。     

秀丽线虫:低氧应答研究的模式生物

低氧能够引起秀丽线虫发生相应的生理和行为学变化,并可保护机体免受缺氧损伤.秀丽线虫的低氧诱导因子(HIF-1)的恒定性调控通路和人类的相应通路之间具有高度保守性,因此秀丽线虫也已成为研究低氧应答调控通路进化保守性的重要工具之一.阐明秀丽线虫的低氧应答机制将为了解人类低氧相关疾病的发病机制提供有价值的线索.     

细胞如何适应外界变化的氧环境——解读2019年诺贝尔生理学或医学奖

人的生命活动时刻离不开氧气,在低氧环境或者高氧环境中,机体不断对代谢过程进行调节,以适应环境。缺氧条件下,机体可产生促红细胞生成素(EPO),美国塞门扎教授发现了可对EPO基因转录进行调控的缺氧诱导因子(HIF)。但在正常氧气条件下,HIF1-α在细胞中几乎不存在,威廉·凯林发现了VHL蛋白通过给HIF-1α泛素化以调控其降解和代谢。凯林和拉特克利夫进而在HIF-1α的分子结构中发现了一个氧依赖性降解区(ODD),当氧气浓度较高时,这个部位可被VHL结合。有关此通路的研究临床价值极大,诺贝尔奖实至名归。     

低氧信号传导途径与鱼类低氧适应

低氧信号传导途径是从线虫到哺乳动物都十分保守的一个细胞信号传导途径系统,它对于维持后生动物的氧稳态至关重要.低氧诱导因子是该信号传导系统中最为关键的因子.对低氧诱导因子的调控是对低氧信号途径网络进行有效调控的主要方式.由于鱼类生存的水环境溶氧量的变化很大,在长期进化过程中,鱼类演化出适应不同浓度溶氧水环境的物种,并发展出千差万别的低氧适应策略.对鱼类低氧适应策略及其低氧适应机制的研究,对于认识鱼类物种形成的动因和培育耐低氧鱼类新品种具有十分重要的意义.本文在总结低氧信号传导及其调控机制研究进展的基础上,综述了鱼类低氧信号途径、低氧适应策略、低氧信号途径网络调控等方面研究的慨况.     

昆虫病原线虫对非生物胁迫的响应机制

昆虫病原线虫是农林害虫生物防治中重要的生防因子之一。它对非生物胁迫的耐受能力决定着线虫在田间的个体生存及控制害虫效果。线虫对环境胁迫的响应是一个整体性的复杂过程, 体现在群体遗传、发育阶段、生理生化和抗逆相关基因的表达调控等不同层次、不同水平上。本文综述了昆虫病原线虫抗逆相关领域的主要研究进展, 重点介绍线虫响应非生物胁迫的生理生化机制和相关抗性基因的分离鉴定, 并对该研究领域发展趋势进行了讨论和展望, 期望为我国研究线虫抗逆机理提供一些新的信息。     

黑松与松材线虫互作早期NO应答信号与外在因子的关系

松树与松材线虫互作中,NO作为重要的信号分子参与调控寄主对松材线虫入侵的应答反应,但松材线虫入侵寄主后,是松材线虫还是其代谢产物激发寄主体内NO应答信号尚不明确.本研究用松材线虫活体、线虫分泌物、虫体研磨液等分别接种黑松,研究接种早期黑松体内NO合成酶(NOS)活性和NO含量变化与后期松树症状发展的关系.结果表明:采用虫体研磨液、线虫分泌物处理后黑松体内NOS活性和NO含量均升高;各处理黑松外部均出现感病症状.说明在松树与松材线虫互作中,除线虫活体作用外,线虫体或分泌物中的物质也可激发松树体内NO应答信号的表达,诱导下游应答响应的发生,导致黑松感病.15 ～25℃条件下,随着温度升高,接种黑松体内NOS活性增强,NO含量升高,感病症状出现较早;随着干旱胁迫程度的增强,接种黑松体内NOS活性、NO含量大致呈逐步升高趋势,感病症状也较早出现.在一定范围内,温度升高和干旱程度加剧可诱发感病黑松体内NO相关信号途径表达增强,并加速病程发展.表明在一定条件下,高温干旱环境有利于松材线虫病的发生可能与寄主体内NO应答信号增强有关.     

维生素C通过胰岛素信号通路增强秀丽隐杆线虫抗氧化作用

目的：利用秀丽隐杆线虫为模式生物,研究维生素C在秀丽隐杆线虫体内的抗氧化效应及其机制。方法：分别以含有0.05、0.25、0.5 mg/mL维生素C的NGM培养基饲养秀丽隐杆线虫,测定不同浓度维生素C饲养线虫体内超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的含量,同时检测0.25 mg/mL的维生素C饲养线虫age-1、daf-2、daf-16、sir-2.1、clt-1基因mRNA变化。在高氧环境中,干扰0.25 mg/mL维生素C饲养线虫daf-2、daf-16基因表达检测线虫的存活情况,观察0.25 mg/mL维生素C饲养线虫DAF-16入核情况。结果：0.25 mg/mL的维生素C提高秀丽隐杆线虫体内SOD和CAT活力,在高氧环境中,0.25 mg/mL的维生素C降低age-1、daf-2基因表达,提高daf-16基因表达,同时增加DAF-16蛋白入核。结论：维生素C通过DAF-16胰岛素信号通路增强秀丽隐杆线虫抗氧化作用。     

线虫转型发育和寄主识别的化学通讯研究进展

线虫是一类低等无脊椎动物,在自然界分布很广。因为线虫通常生活在土壤或寄生物中,没有适宜的视觉或听觉系统,接收环境信号的重要途径就是借助于其精细的化学感受系统。研究表明,线虫能够通过识别挥发性物质来引导一系列行为:取食、交配、产卵和驱避有毒物质、避免高种群密度等。目前,对线虫化学感受机制的研究越来越被人们所重视,也取得了一些突破性进展。综合近年来已有的研究成果,从发育调控机制、寄主识别机制、化学感受机理等方面进行了详细系统的总结,并对未来研究和线虫防治进行了展望。     

缺氧信号在骨中的核心作用

缺氧信号在维持氧稳态和细胞生存中起着至关重要的作用。在胚胎发育时期处于快速增殖的细胞和肿瘤组织中快速生长的细胞中都能观察到缺氧现象的存在。为了应对缺氧胁迫,生物有机体形成了一系列的调节机制。在多种调节途径中,缺氧诱导因子HIF-1和HIF-2是最主要的能够应答细胞内氧气浓度的降低而对多种基因进行调控的转录因子,与生物体的生长发育及一些疾病的发病机理都存在着密切关系。最近的研究发现在骨骼发育,骨骼的形成和再生,以及关节的形成和动态平衡的调节中HIF-1和HIF-2的具有重要作用。此外,HIF-1和HIF-2的过度表达在临床上与骨肉瘤和骨关节炎明显相关。总之,这些发现预示着缺氧的信号在骨骼的生物学及其疾病中起到中心调节的作用。     

秀丽线虫物理低氧损伤模型的建立与应用

目的:利用秀丽线虫研发合适的低氧损伤模型,以更好地揭示低氧生理和低氧病理的分子机制.方法:通过对秀丽线虫进行不同时间的低氧处理,系统观察线虫的死亡率、运动功能、细胞形态及相关蛋白表达水平的变化,分析低氧对线虫的损伤情况.结果:氧浓度为0.2%的物理性低氧可引起秀丽线虫多种细胞形态发生变化,进而导致线虫死亡,且死亡率随低...     

秀丽线虫衰老调控的生理与分子机制

秀丽线虫(Caenorhabditis elegans)是目前研究动物衰老调控机制重要模型之一.在线虫中,众多的信号通路经相互协同形成的复杂网络接受来自感觉神经元的各种环境信息,进而通过信号传递作用于各组织器官而影响衰老的诸多方面.线虫衰老的生理与分子调控主要涉及三个调节系统,即发挥神经内分泌功能的insulin/IGF-1体系、进食限制延缓衰老的调节系统和线粒体呼吸链/ATP合成体系.本文主要针对这三类体系的生理与分子调控机制予以论述.     

哺乳动物低氧应激代谢成因的研究进展

氧气是哺乳动物机体代谢稳态维持的物质基础,若代谢过程中氧气供给不足,可造成低氧应激。目前,环境低氧、代谢性低氧和携氧细胞功能障碍是造成动物低氧应激的重要成因。目前,低氧对动物机体代谢和组织功能的影响研究主要集中于肺脏、肝脏、消化道、肌肉和乳腺等部位。若处于低氧状态的哺乳动物形成了适应低氧的代谢模式,则可维持其代谢稳态;相反,若动物无法维持低氧状态下的代谢稳态,则会导致机体氧化应激甚至病变。目前,低氧应激在家畜方面的研究主要集中于高原动物代谢适应机制;然而,泌乳期动物机体代谢速率、氧气消耗和自由基水平均较高,但氧在泌乳动物代谢应激形成中的作用及其对泌乳性能的影响,仍有待探索。综述了哺乳动物产生低氧应激的代谢成因与作用结果,旨在探讨哺乳动物低氧应激生物学基础,为进一步从低氧应激调控角度为泌乳动物的健康状况维持提供理论依据。     

秀丽隐杆线虫固有免疫功能神经调控机制研究进展

固有免疫系统是动植物个体应对外来微生物侵入感染时非常重要的抵御防线。秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans,简称线虫)作为研究宿主与病原菌之间相互作用的经典模式动物,近年来在神经和免疫之间相互作用的分子与遗传机制等方面的研究取得了长足进展。研究表明,线虫神经元通过释放神经递质与神经多肽(如多巴胺、NLP-20)等,激活相关信号通路途经,参与线虫对病原菌的识别、逃避、调节物理屏障防御能力和激活固有免疫反应,并表达分泌抗菌肽以清除病原菌等的调控进程。本文综述了线虫神经系统调控固有免疫功能机制的最新研究进展,为人们深入了解神经与免疫系统间相互作用的功能分子及其调控机制和揭示人类神经与免疫系统相关疾病的病理机理提供了重要信息。     

线虫蛔甙(Ascarosides)信息素研究进展

大多数生物通过信息素系统来对环境进行感应和个体间交流,并指导其行为、发育和生理代谢。线虫是在地球上生存策略最多样的动物之一,但其信息素系统却鲜为人知。近年来发现一组称为蛔甙(ascarosides)的线虫种内化学信号物质,在秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)的交配、聚集和滞育等行为及发育调控方面起着至关重要的作用。随后发现蛔甙在线虫界广泛存在。对蛔甙进行深入全面的了解有利于促进线虫化学生态学学科发展,并填补传统化学生态学中关于化学信息对生物发育调控的知识。因此,对近年来蛔甙的最新研究进展进行了系统总结,包括蛔甙结构与鉴定、组成和功能、生物合成与代谢调控、化学感受信号途径及信息调节模式,从而更好地理解化感信号对线虫乃至高等生物的行为、发育、新陈代谢及衰老的调控机制,为研究生命科学中信息素调控理论提供新的参考。     

乙酰胆碱门控氯离子通道受体突变影响秀丽线虫运动学和运动状态转换

目的 乙酰胆碱作为一种高度保守的神经递质，在动物的运动行为调控中起着至关重要的作用。乙酰胆碱信号转导异常可导致多种运动功能障碍。然而，乙酰胆碱在运动行为中的抑制性调控机制尚未完全清楚。本文以秀丽隐杆线虫为研究对象，探究乙酰胆碱门控氯离子通道受体亚基（ACC-1、ACC-2、ACC-3、ACC-4）在运动行为中的调控作用。方法 通过将运动追踪、分子遗传学和光遗传学技术相结合，对乙酰胆碱门控氯离子通道受体亚基突变线虫的运动进行分析。结果 研究发现，这些亚基突变会影响线虫前进、后退和转向运动的运动学特征，并且前进过程中线虫身体弯曲幅度也发生了变化。在这些突变线虫的后退过程中光激活RIB中间神经元会导致后退运动延迟终止。结论 这些结果提示，乙酰胆碱门控氯离子通道亚基的调控作用对于维持和调节秀丽隐杆线虫运动状态是必需的。同时，这些亚基可能参与介导RIB中间神经元在秀丽隐杆线虫后退运动中的抑制性调控。本研究为理解乙酰胆碱门控抑制性受体在运动行为中的调控机制提供了新的思路。     

根结线虫诱导的巨型细胞及其形成机制

根结线虫（Meloidogyne spp.）是一种专性寄生线虫,具有分布广泛、寄主繁多和危害严重的特点。每年给农作物造成巨大的经济损失,是危害农作物最严重的线虫之一。侵染植物时,根结线虫会诱导根尖部位的维管束细胞重新分化形成多核的巨型细胞,将其作为线虫的取食位点和线虫生长发育过程中营养物质的唯一来源。因此,巨型细胞的形成和维持对线虫的生长和繁殖至关重要。本文从根结线虫诱导寄主植物巨型细胞的形成及调控机制,重点介绍了巨型细胞的结构特征、巨型细胞的细胞周期变化、营养物质运输、激素调节,以及寄主植物的识别和防御和表达模式,并探讨了根结线虫效应蛋白在巨型细胞形成过程中的功能。通过对巨型细胞形成和调控机制及线虫-植物相互分子机制等多层次的研究进展进行解析,揭示根结线虫的致病机理,以期为后续研究根结线虫防治创新性策略提供启发和思路。     

肠道细菌相关代谢产物脱氧胆酸的 量效和时效对秀丽隐杆线虫生长发育的影响

目的观察脱氧胆酸对线虫生存和生长发育的影响,了解脱氧胆酸的作用。方法实验对象分为对照组和实验组,其中实验组分为低浓度组、中浓度组和高浓度组。将L1期线虫放于实验组中培养48 h后观察不同浓度的脱氧胆酸对线虫生长的影响,在D0期(幼年成虫期)、D4期(线虫成年后第4天)、D6期(线虫成年后第6天)观察不同浓度的脱氧胆酸对线虫运动能力、抗感染能力、寿命和生殖能力的影响。结果不同浓度的脱氧胆酸对线虫生长的影响未见明显差异。在不同时间、不同浓度脱氧胆酸的作用下,线虫运动能力随着剂量的增加和时间的延长而降低,中高浓度脱氧胆酸可缩短线虫的寿命和降低抗感染能力,并呈剂量依赖性。高浓度的脱氧胆酸可以减少线虫的子代及缩短线虫的产卵时间。结论脱氧胆酸不影响线虫的生长。大剂量的脱氧胆酸对线虫可能存在量效和时效的生殖毒性作用和慢性毒性作用,缩短线虫的寿命,降低线虫的运动及抗感染能力,其作用机制仍需进一步研究。     

表观遗传调控植物响应非生物胁迫的研究进展

植物的生长发育容易受到外界环境变化的影响。非生物胁迫发生时, 表观遗传机制对胁迫应答基因的表达调控发挥了十分重要的作用。近年来, 调控植物非生物胁迫应答的表观遗传机制研究取得了一系列重要进展, 为进一步深入解析植物响应非生物胁迫的分子机制奠定了基础。该文对DNA甲基化修饰、组蛋白修饰、染色质重塑和非编码RNA等主要表观遗传调控方式在植物响应非生物胁迫中的作用进行了简要综述。     

稻田水氮氧环境因子对水稻生长发育、光合作用和氮利用的调控研究进展

水分和氮素是影响水稻生长发育的两个重要环境因子。适宜的水氮耦合模式可通过“以水调氮、以水控氧”调控稻田根际氮形态和溶氧量等环境因子,促进良好根系形态构建,提高叶片光合速率和光合产物“源-库”分配平衡,提高水稻群体质量和产量形成。同时,稻田水氮氧环境因子驱动的微生物调控机制在水稻-土壤系统氮高效利用方面也发挥重要作用。本文重点阐述了水氮耦合下水分、氮形态和溶氧量对水稻生长发育、光合作用、碳氮代谢、稻田氮转化过程及其微生物调控机制等方面的研究进展,展望并提出了未来亟待加强的研究方向:1)开展水氮耦合下水稻根际溶氧量时空动态分布特征及氧环境调控关键因子研究;2)明确不同基因型水稻根源信号增氧响应特征及其对水稻生长发育的影响调控机制;3)阐明根际氧环境驱动的关键微生物过程对稻田氮转化和氮素利用的影响。     

microRNA在植物逆境胁迫应答中的作用

逆境胁迫严重影响着全世界范围内的作物产量。为减少逆境胁迫损伤,植物在长期的进化过程中形成了多级别（转录、转录后和翻译、翻译后）的基因表达调控应答机制。最近研究发现,内源microRNA（miRNA）在植物逆境胁迫应答中具有重要的调节作用。在逆境胁迫发生时,一些miRNA会表达上调,而另一些miRNA会表达下调;miRNA正是通过下调胁迫应答过程的负调节子靶基因和上调胁迫应答过程中的正调节子靶基因,来执行生理调控功能。通过综述miRNA在植物逆境应答中的作用,以期全面的了解逆境胁迫调控网络。