与大多数动物一样,昆虫与微生物有着密切的相互作用,这些微生物可能影响昆虫宿主的脂质代谢。在本章中,我们描述了迄今为止有关原核生物微生物在昆虫脂质代谢中起的作用的知名度。我们开始探索以内共生体为重点的微生物 - 脂质相互作用,并更具体地探索了在果蝇中不存在研究的肠道微生物群。然后,我们继续概述在常见且研究充分的wolbachia pipientis上所做的工作,这也与其他微生物有关。采用一个略有不同的角度,然后研究人类病原体(包括登革热和其他病毒)对蚊子载体脂质的影响。我们扩展了有关人类病原体的工作,并包括与内共生膜的相互作用
图1。光转传成分基因家族和真核生物中的分布的进化史。重建了所有常见(a),横幅特异性(b)和睫状特异性(c)成分的每个基因家族的演变(每个部分顶部的基因树),并且它们的分布均映射在eukarya的主要群体中(每个部分左侧的物种树)。的存在用一个完全彩色的圆表示。在每个基因家族中,含有D. melanogaster(红色),H。sapiens(绿色)或(蓝色)基因(S)在光转传途径中起作用的(蓝色)基因(S)的感兴趣的亚家族。在几个基因家族中,根据系统发育,某些注释较差的序列与感兴趣的群体非常遥远。这些进化枝被标记为“不确定”。实际上,它们可以代表基因家族的真正相关成员,因为它们是在数据挖掘过程中检索并在管道期间保留的。但是,不能排除他们宁愿属于另一个基因家族。
基因的历史,1860年,直到编码定义定义1860年代至1900年代:尤其是基因作为遗传的一个离散单位,基因在1909年威廉·约翰逊(Wilhelm Johannsen)在1909年首次使用,基于格雷戈尔·门德尔(Gregor Mendel)在1866年(Mendel 1866)开发的概念。该术语的词源源自希腊创世纪(“出生”)或Genos(“起源”)。定义1910年代:基因作为一个独特的基因座托马斯·亨特·摩根(Thomas Hunt Morgan)和他的学生正在研究果蝇果蝇(Drosophila Melanogaster)突变的隔离。他们能够用一个线性排列的模型来解释自己的数据,并且它们的交叉能力与将它们分开的距离成正比。定义1940年代:研究神经孢子代谢的蛋白质Beadle和Tatum(1941)的基因发现基因的突变可能会导致代谢途径的步骤缺陷。定义1950年代:基因作为物理分子,即遗传具有物理,分子基础的事实证明了X射线可能引起突变的观察结果(Muller 1927)。
蛋白质中的电荷转移反应对生命很重要,例如修复DNA的光溶酶中,但结构动力学的作用尚不清楚。在这里,使用飞秒X射线晶体学,我们报告了电子沿着果蝇(6-4)光解酶中电子四个保守的色氨酸链传递时发生的结构变化。在Femto和Picsecond延迟时,第一个色氨酸对黄素的光摄影导致在关键的天冬酰胺,保守的盐桥和附近水分子的重新安排上引起定向的结构反应。我们检测到电荷诱导的结构变化,接近第二个色氨酸到20 ps的第二个接近的结构变化,将附近的蛋氨酸鉴定为氧化还原链中的活跃参与者,从第四次色氨酸附近的20 ps鉴定。光解酶经历了其结构的高度定向和仔细的定时适应。这质疑马库斯理论中线性溶剂响应近似的有效性,并表明进化已经优化了快速蛋白波动以进行最佳电荷转移。
HOX基因编码所有双遗物体中指定前轴的进化保守转录因子。HOX蛋白功能以其在外胚层衍生物(例如CNS和脊髓)中的作用而闻名。虽然在脊椎动物骨骼的情况下进行了很好的描述,但对HOX功能在不同肌肉类型的发展中的了解少得多。与脊椎动物相比,在果蝇果蝇中,对果实的果蝇的研究为在肌源性过程的多个阶段的多个阶段提供了宝贵的见解。在这里,我们提供了果蝇和脊椎动物肌肉发育中HOX蛋白功能的全面概述,重点是在此过程中调节靶基因的分子机制。强调了一个紧密的外胚层/中胚层交叉讲话以进行适当的运动,我们讨论了中枢神经系统和肌肉谱系规范之间的共同原理,以及HOX在神经肌肉电路中的新兴作用。
单核苷酸多态性是最常见的遗传变异类型,但这些变异如何有助于复杂表型的适应仍不清楚。实验进化和全基因组关联研究表明,PPAR γ 同源物 Eip75B 的变异与果蝇 (Drosophila melanogaster) 的寿命和生活史差异有关。使用 RNAi 敲低,我们首先证明成年果蝇中 Eip75B 表达的降低会影响寿命、产卵率和卵量。然后,我们通过应用两种互补方法测试了 Eip75B 顺式调控域内自然发生的 SNP 的影响:使用果蝇遗传参考面板的品系的孟德尔随机化方法,以及使用精确的 CRISPR/Cas9 诱导基因组编辑的等位基因替换。我们的实验表明,这种天然多态性对繁殖力和卵到成虫的生存能力具有显着的多效性影响,但对寿命或其他生活史特征没有影响。我们的研究结果在核苷酸水平上提供了罕见的功能验证,并确定了影响适应性和生活史适应性的天然等位基因变异。
详细的跟踪数据对于理解动物行为背后的复杂机制至关重要。在这里,我们提供了一个全面的数据集,其中包含来自105个遗传学菌株的30,000多个果蝇Melanogaster个体的行为电影和轨迹,其中包括果蝇基因参考面板的104种野生型菌株以及一个视力障碍的突变体。在15分钟的会议期间收集了由遗传背景,性别和社会环境分类的这些数据,包括五分钟的重复迫在眉睫的刺激,以引起恐惧反应。此外,我们的实验设计将小组实验与随机组合的菌株对结合,以研究小组成员对行为动力学的协同作用。除了对运动,恐惧反应和社交相互作用的遗传因素进行详细分析之外,该数据集提供了一个独特的机会来检查遗传相同果蝇内的个体行为变异性。通过在不同的遗传和环境环境中捕获各种各样的行为,这些数据是促进我们对遗传,个性和群体相互作用如何影响动物行为的理解的宝贵资源。
Pangenome参考文献通过存储一组代表性的单倍型及其对齐方式来解决参考基因组的偏见,通常是作为图形。由变体呼叫者确定的备用等位基因可用于构造pangenome图,但是长阅读测序的进步导致广泛可用的高质量的分阶段组件。直接从组件中构造pangenome图,而不是变体调用,它利用该图在不同尺度上表示变化的能力。在这里,我们介绍了直接从全基因组比对创建pangenomes的Mimigraph-Cactus pangenome管道,并证明了其从人类Pangenome参考联盟中扩展到90个人类单倍型的能力。该方法构建包含所有形式的遗传变异的图形,同时允许使用当前的映射和基因分型工具。我们衡量用于分析的参考基因组的质量和完整性的效果,并表明,使用端粒到三聚体联盟的CHM13参考可以提高我们方法的准确性。我们还展示了果蝇的构造Melanogaster Pangenome。
主动的免疫反应在能量上是要求的,需要重新分配营养,以支持对感染的抵抗力和耐受性。胰岛素信号传导是对养分的可用性和能量需求,包括动员能量以支持免疫系统所必需的新陈代谢和全身稳态的关键全球调节剂。在这篇综述中,我们共享发现,这些发现证明了先天免疫活性与胰岛素信号之间的相互作用,主要是在果蝇果蝇模型中以及其他昆虫(如Bombyx Mori和Anopheles蚊子)之间的相互作用。这些研究表明,胰岛素信号传导和先天免疫激活相互影响,但这些影响因病原体的类型,感染途径和宿主的营养状况而有所不同。将需要进行未来的研究,以进一步了解先天免疫和胰岛素信号传导活动相互影响的详细机制。
摘要aflysam/crispra系统最近已成为果蝇果蝇(Drosophila Melanogaster)的功能性研究的强大工具。该系统包括GAL4/UAS驱动的DCAS9激活剂和U6促进器控制的SGRNA。建立了超过其他组合的DCAS9激活剂,以进一步提高靶向激活剂的效率,我们系统地优化了SGRNA的参数。有趣的是,发现最有效的SGRNA在转录起始位点(TSS)上游的-150bp到-450bp的区域积累,并且激活效率显示与SGRNA靶向序列的GC含量的正阳性相关性很强。此外,目标区域主要是GC含量,因为SGRNA的靶向区域超过-600BP,即使含有75%的GC,TSS的SGRNA都会降低效率。令人惊讶的是,当将靶向sgrNA的活性与DNA链的活性进行比较时,靶向非模板链的SGRNA靶向均优于互补的模板链,无论是在细胞和体内。总而言之,我们定义了SGRNA设计的标准,这将极大地促进CRISPRA在功能奖励研究中的应用。