近日,国际著名学术期刊《PLoS Pathogens》发表了我院王玉凤教授团队的关于共生菌沃尔巴克氏体(Wolbachia)诱导雄性果蝇生殖缺陷的代谢机制的最新研究成果(https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1009859)。
Wolbachia是一类广泛分布于陆生节肢动物体内的细胞内共生菌,可通过雌性宿主的卵传递给子代,因此它们感染宿主后,常表现为操纵昆虫宿主的繁殖方式,以增加它们的传播机会。细胞质不亲和(CI)是Wolbachia感染昆虫宿主后引起的最常见表型,即当Wolbachia感染的雄性与正常(未感染)雌性交配后,会导致胚胎死亡,这说明Wolbachia感染对昆虫的影响主要在父系。研究人员首先运用了比较代谢组学方法,在感染和未感染的雄性果蝇中鉴定出414种潜在的差异代谢物,这些代谢物涉及34条代谢途径。然后,通过靶向代谢组学和生物化学分析证实,Wolbachia感染显著增强了雄性果蝇中的糖代谢和脂代谢途径。进而通过基因过量表达和透射电子显微镜(TEM)等技术,发现相关代谢途径关键基因过量表达确实可导致雄性果蝇生殖缺陷,在Wolbachia感染的雄性果蝇中,能量消耗和氧化应激增强,精子发生过程中线粒体衍生的副核发育受损。这些可能是Wolbachia通过代谢途径引起雄性宿主生殖缺陷的主要原因。
图1.Wolbachia诱导的代谢变化引起雄性果蝇生殖缺陷的机制图.
该研究受到国家自然科学基金(No. 31872288)和国家重点研究开发项目(2018YFE0110800)的资助,博士研究生张华豹为第一作者,华中师范大学为论文的第一完成单位。