日本信州大學、東京農工大學和國立自然科學研究所國立生理科學研究所的研究小組,利用基因組編輯技術將蠶的休眠從溫度週期變為光週期(日長)。我發現。
蠶蛾已經被馴化了很長的歷史,並且經過改進可以人工控制它們的繁殖。秘訣就是在卵期(胚胎期)發生的“睡眠”,可以人為地操縱溫度條件來控制睡眠,調節蠶蛾的繁殖週期。另一方面,野生蠶蛾(Bombyx mandarin)在光照而不是溫度條件下處於休眠狀態。直到現在,本應起源於同一祖先的蠶蛾和蠶柑之間的休眠機制的差異尚不清楚。
研究小組使用一種名為“Kousetsu”的蠶蛾菌株,創建了一種敲除(KO)菌株,其中使用基因組編輯技術(TALEN系統)刪除了蠶蛾溫度傳感器蛋白(TRPA1)的基因。在該菌株中,發現休眠不像非KO菌株那樣由胚期的溫度決定,而是與幼蟲一樣由幼蟲期的日長決定。
此外,還發現,當溫度引起的休眠機制被切斷時,祖先物種的光引起的休眠機制出現並“回歸”。換句話說,在馴化的蠶蛾中,隱藏了一些連接溫度傳感器和休眠機制的機制,而與祖先物種Bombyx mandarin不同的休眠機制占主導地位。
這對於闡明昆蟲等生物的環境響應機制中的分子機制是有價值的,並且隨著未來研究的進展,馴化不會飛、安靜、可以大量繁殖的蠶蛾是預計該過程將在分子水平上得到澄清。