昆虫细胞色素P450基因的多样性_进化及表达调控(9)

用因子突变引起。

3.3 受顺式元件和反式因子共同调控的P450

基因

CYP6D1是从家蝇中分离的与拟除虫菊酯抗性有关的一个P450基因(LiuandScot,t1996)。Liu和Scott(1996,1997)的研究结果表明,抗性品系CYP6D1的过量表达同时受位于Ñ号染色体上的顺式作用元件和位于Ò号染色体上的反式因子的调控。

CYP6D1基因的反式作用因子为锌指蛋白(mdGf-i1),它是CYP6D1基因表达的阻遏物。Scott等(1999)的研究发现家蝇拟除虫菊酯抗性品系LRP品系CYP6D1基因5c端旁侧序列转录起始区附近位于-15~-29位核苷酸处的一个15bp的片段的突变可能导致该品系中CYP6D1的过量表达。Gao和Scott(2006)利用凝胶迁移技术证实了在家蝇抗性品系中位于CYP6D1v1启动子上的mdGf-i1结合位点被一个15bp

的插入物破坏,导致抗性品系家蝇mdGf-i1结合效率大大降低,从而解除了mdGf-i1对CYP6D1的抑制。这一突变引发CYP6D1基因过量表达并产生抗性。CYP6D3是位于家蝇Ñ号染色体上与CYP6D1相距20kb的抗性相关基因,两者的核苷酸序列相似度为77%,CYP6D3和CYP6D1在抗性家蝇中的表达量均为敏感品系的10倍以上(KasaiandScot,t2001)。Kasai和Scott(2001)推测CYP6D3和CYP6D1的过量表达可能存在相似的调控方式,而比对各个品系CYP6D3的5c端旁侧序列并未发现有插入片段存在,因此CYP6D3的调控方式仍然需要进一步研究。

P450基因表达的调控涉及到许多步骤,mRNA转录后的稳定性以及翻译后的调控也可能起着重要的作用。

应用(Dabornetal.,2002;LeGoffetal.,2003;Pedraetal.,2004;Davidetal.,2005;Vontasetal.,2005;Strodeetal.,2006)。对P450基因超家族进化机制的研究将起到促进作用。对于P450的各个家族成员间的亲缘关系和进化机制的研究较少,应综合运用分子生物学和形态分类学的研究成果进行分析。对于昆虫P450基因的表达和调控机制的研究很多解释目前还处于推测阶段,关于P450基因的顺式、反式调控机制尚需要大量的证据来支持这些推测。鉴于昆虫P450在抗药性产生过程中的重要作用,研究昆虫P450的进化和表达调控机制对于昆虫抗药性的治理大有裨益。

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4 小结与展望

细胞色素P450是一个基因超家族,具有丰富的生物多样性。目前对于昆虫P450的研究成果集中在双翅目和鳞翅目昆虫,以及CYP4和CYP6等一些与抗性相关的基因家族。未来将有更多的昆虫

基因组测序成功,将极大地扩充P450的家族成员。随着分子生物学的发展,将会有越来越多的P450基因被发现。微阵列分析技术等分子生物学高新技术被越来越多的应用于昆虫抗性基因的筛选及表达差异等的研究。DNA微阵列分析技术在研究果蝇potentialofeightDrosophilamelanogastercytochromeP450genesbytransgenicover-expression.InsectBiochem.Mol.Biol.,37:512-519.

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