蠶學外文學術論文摘要選譯

1.YAN H，LIU Q S，WEN F，et al.Characterization and potential application of an alpha-amylase（BmAmy1）selected during silkworm domestication.Int J Biol Macromol.DOI：10.1016/j.ijbiomac.2020.11.064（2020）.

［題 目］家蠶馴化過程中α-淀粉酶（BmAmy1）的特性及其潛在應用

［摘 要］在動植物馴化過程中有效的資源利用起著核心作用。已有研究表明不同家蠶（Bombyx mori）品系的淀粉酶活性差異與幼蟲體重相關，家蠶體型比其祖先野桑蠶（B.mandarina）體型更大，但目前尚不清楚人工選擇是否會作用于家蠶的消化酶。在此研究中，西南大學的顏顥等人介紹了家蠶中的一種新型α-淀粉酶BmAmy1的特性。重組BmAmy1的活性在35 ℃和pH 9.0時最大，可被桑葉（蠶的唯一食物來源）中的淀粉酶抑制劑抑制。雙熒光素酶報告基因分析顯示，分別插入到5'-上游調節(jié)區(qū)的3 個不同的轉座子可能是BmAmy1在不同家蠶品系中表達增強的原因。與非轉基因對照相比，轉基因過表達BmAmy1 的家蠶雌、雄體重分別增加了11.9%和6.8%。他們的研究結果表明，通過探索人類選擇性狀的遺傳機制，運用基因工程和定向育種可以進一步加速馴化過程。

（劉蓮 整理）

2.ZHANG X L，NI Y H，GUO K Y，et al.The mutation of SPI51，a protease inhibitor of silkworm，resulted in the change of antifungal activity during domestication.Int J Biol Macromol.DOI：10.1016/j.ijbiomac.2021.02.076（2021）.

［題 目］家蠶蛋白酶抑制劑SPI51 的突變導致馴化過程中抗真菌活性發(fā)生變化

［摘 要］家蠶馴化導致了多種基因表達模式的改變。例如，家蠶與其祖先——野桑蠶相比，蠶繭中許多蛋白酶抑制劑均顯著下調。考慮到SPI51 是蠶繭中最豐富的蛋白酶抑制劑，在此研究中西南大學的張曉璐等比較了家蠶BmoSPI51 和野桑蠶BmaSPI51 的基因結構和序列。與BmaSPI51 的“RGGFR”活性位點相比，BmoSPI51 的活性位點為“KGSFP”且丟失了C 端尾部的“YNTCECSCP”序列。為了研究活性位點和尾部序列對SPI51 功能的影響，他們表達了BmoSPI51 的兩種突變形式，命名為BmoSPI51+tail（BmoSPI51的C端尾部加上了缺失的9 個氨基酸序列）和BmoSPI51M（BmoSPI51 活性位點序列突變?yōu)锽maSPI51 活性位點序列）。比較BmoSPI51、BmoSPI51+tail 和BmoSPI51M 發(fā)現(xiàn)它們對胰蛋白酶有相似的抑制活性。但是BmoSPI51+tail和BmoSPI51M 蛋白對真菌生長的抑制能力明顯強于BmoSPI51。西南大學的張曉璐等認為BmaSPI51活性位點的特定氨基酸序列以及C端形成的二硫鍵是其具有較高抗真菌活性的關鍵因素。這項研究為家蠶蠶繭中蛋白酶抑制劑引起的抗真菌機制提供了新見解。

（劉蓮 整理）

3.ZHU J，CHEN Y R，GENG T，et al.A 14-amino acids deletion inBmShadowresults to non-moult on the 2nd instar in the bivoltine silkworm，Bombyx mori.Gene.DOI：10.1016/j.gene.2021.145450（2021）.

［題 目］BmShadow基因14 個氨基酸缺失導致二化性家蠶2齡不能蛻皮

［摘 要］家蠶BmShadow基因屬于細胞色素P450超基因家族。為了闡明BmShadow基因的功能及其與滯育的關系，江蘇省蠶業(yè)生物學與生物技術重點實驗室的朱娟等人采用CRISPR/Cas9 系統(tǒng)在二化性品系秋豐中敲除BmShadow基因，在G2代獲得突變體（BmShadow-/-），表現(xiàn)為42 個堿基的缺失，恰好對應于155～168 位的氨基酸區(qū)域。突變體（BmShadow-/-）的幼蟲在2 齡期的蛻皮階段不能蛻皮。將突變體（BmShadow-/-）幼蟲在2 齡末期飼喂20E類似物后，將能夠正常蛻皮并發(fā)育至3齡。對野生型幼蟲、突變體（BmShadow-/-）幼蟲及添食20E 類似物的突變體（BmShadow-/-）幼蟲中20E 濃度進行測定，結果表明，突變體（BmShadow-/-）幼蟲中的20E濃度顯著低于野生型幼蟲，飼喂20E 類似物后，突變體（BmShadow-/-）幼蟲的20E 濃度恢復到正常水平。有趣的是，突變體（BmShadow-/-）蠶蛾所產(chǎn)的滯育卵在5 ℃保存40 d或越冬后，卵孵化后的幼蟲在1齡期不能蛻皮，而突變體（BmShadow-/-）蠶蛾所產(chǎn)的非滯育卵孵化后在第1齡期正常蛻皮，到第2齡期不能蛻皮，說明從母體轉運給子代卵的20E在滯育維持階段被部分消耗。該研究證實，BmShadow參與20E合成，并且第155～168位的14個氨基酸對其功能至關重要，在體內也似乎沒有其他代償途徑，這對于家蠶的發(fā)育調控及農(nóng)業(yè)和林業(yè)害蟲的生物防治提供了一個重要的潛在靶點。

（張盼 整理）

4.YAGI A，YAMAZAKI H，TERAHARA T.et al.Development of anin vivo-mimic silkworm infection model withMycobacterium aviumcomplex.Drug Discoveries&Therapeutics.DOI：10.5582/ddt.2020.03099（2020）.

［題 目］建立家蠶體內模擬感染鳥型分支桿菌復合菌的模型

［摘 要］為了評估抗鳥型分支桿菌復合菌（MAC）抗生素的療效，建立家蠶體內模擬感染鳥型分支桿菌（Mycobacterium avium）和胞內分枝桿菌（Mycobacterium intracellulare）的模型。在37 ℃的飼養(yǎng)條件下，家蠶在注射鳥型分支桿菌和胞內分枝桿菌（2.5×107CFU/larva·g）至血淋巴后的72 h 內死亡。日本東北醫(yī)科大學藥學院天然產(chǎn)物化學系的YAGI 等在此條件下對臨床抗分枝桿菌（結核）抗生素進行評估?？死顾亍⒖敲顾?、鏈霉素、阿米卡星、環(huán)丙沙星以劑量依賴性的方式的發(fā)揮治療作用，這與小鼠模型中的評估結果一致。除此之外，本研究利用家蠶感染模型篩選得到3 種有效的放線菌培養(yǎng)菌液，并鑒定出4 種活性代謝產(chǎn)物：奧姆霉素（ohmyungsamycins）A、奧 姆 霉 素B、教 酒 菌 素（chartreusin）和灰綠霉素（griseoviridin）。其中，奧姆霉素A 呈現(xiàn)最低的ED50（半數(shù)有效劑量），為8.5 μg/larva·g；教酒菌素具有最佳的ED50/MIC（最低抑制濃度），比值為7.4。試驗結果表明，對于鑒定具有真正療效的抗MAC候選抗生素，家蠶模型是一種有效的工具。

（樓靜候 整理）

5.WANG F，GUO C C，YANG Q Q，et al.Protein composites from silkworm cocoons as versatile biomaterials.Acta Biomaterialia.DOI：10.1016/j.actbio.2020.11.037（2020）.

［題 目］蠶絲蛋白復合材料作為多功能生物材料

［摘 要］蠶絲是一種天然的生物聚合物，主要是由絲素蛋白和絲膠蛋白組成的纖維。絲素蛋白（SF）優(yōu)異的機械性能為基于絲的生物材料提供了廣泛應用。然而，制造基于絲的生物材料的傳統(tǒng)方法通常包括脫膠以去除絲膠（SS）來避免不利的生物效應。絲膠蛋白具有多種生物學功能，包括良好的親水性、促進細胞粘附等，這些特性利于開發(fā)新材料，促進絲膠蛋白生物材料在生物醫(yī)學中的應用。然而，與絲素相比，絲膠不是一種結構蛋白，因此基于絲膠的材料沒有強大的機械性能。為了解決這一問題，家蠶基因組生物學國家重點實驗室的王峰等人報道了一種直接從整個蠶繭中制備絲素絲膠蛋白（SS-SF）復合材料的有效方法，無需傳統(tǒng)的提取步驟即可去除絲膠。這種方法結合了以絲素蛋白為結構單元和以絲膠為生物功能單元的材料特征，以獲得加工和材料性能方面的優(yōu)勢，不僅通過避免脫膠簡化了加工過程和保持了絲素蛋白的機械性能，而且賦予了這些SS-SF復合材料更強的親水性和細胞粘附性能，以促進細胞生長和增殖。此外，可以將這些蛋白質復合材料制成各種材料形式（例如薄膜，海綿），以適合不同的生物醫(yī)學應用。

（鄭露 整理）

6.WU T F，SHI W Y，CHIU Y C，et al.Investigation of the molecular mechanism underlying the inhibitory activities of ethanol extract of Bombyx mori pupa-incubatedCordyceps militarisfruiting bodies toward allergic rhinitis.Biomed Pharmacother.DOI：10.1016/j.biopha.2021.111248（2021）.

［題 目］家蠶蛹蟲草子實體乙醇提取物對過敏性鼻炎抑制作用的分子機制研究

［摘 要］蛹蟲草因其抗腫瘤、消炎、免疫調節(jié)等藥理活性而被廣泛研究。鼻黏膜中的過敏原與IGE（免疫球蛋白）致敏的肥大細胞結合觸發(fā)過敏性鼻炎。南臺科技大學的吳廷峰等人研究發(fā)現(xiàn)，口服由蠶蛹蛹蟲草子實體制備的300 mg/kg 乙醇提取物對卵清蛋白誘導的小鼠過敏性鼻炎的噴嚏/抓癢、肥大細胞激活、嗜酸性粒細胞浸潤、Syk 激活等癥狀均有明顯緩解作用。在活化的RBL2H3（大鼠嗜堿性細胞白血病細胞）細胞中，乙醇提取物顯著抑制的β-己糖胺酶（脫顆粒標記）釋放和各種細胞因子（包括IL-3、IL-10和IL-13）的mRNA表達。從提取物中純化的乙醇提取物和β-谷甾酮（β-sitostenone）能分別減緩活化的RBL-2H3 細胞中Ca2+離子的流動。此外，免疫印跡試驗結果表明，乙醇提取物可顯著減緩Ca2+離子流動激發(fā)的信號級聯(lián)反應，從而引發(fā)多種過敏細胞因子的表達。同樣，提取物的培養(yǎng)也干擾了P38（絲裂原活化蛋白激酶）以及NF-kB（核因子）的激活和Nrf-2（轉錄因子NF-E2相關因子2，Nrf-2，是機體細胞防御應激反應的重要調節(jié)因子）的易位。他們的研究表明，乙醇提取物具有一些天然成分，它們可以通過抑制過敏性鼻炎小鼠鼻黏膜中肥大細胞的Ca2+離子流動來抑制過敏性細胞因子的即刻脫粒和從頭合成。

（鄭露 整理）

7.WANG X，ZHANG Y，F(xiàn)EI S G，et al.Heat Shock Protein 75（TRAP1）facilitate the proliferation of theBombyx morinucleopolyhedrovirus.Int J Biol Macromol.DOI：10.1016/j.ijbiomac.2021.01.213（2021）.

［題 目］熱休克蛋白75（TRAP1）促進家蠶核型多角體病毒的增殖

［摘 要］病毒利用多種細胞蛋白促進其增殖。熱休克蛋白（HSP）是真核生物和原核生物中高度保守的蛋白，在促進病毒增殖過程中起關鍵作用。然而，研究學者關于熱休克蛋白在桿狀病毒的生命周期中所起的作用知之甚少。在本研究中，來自華南農(nóng)業(yè)大學動物科學學院的王雄等人通過以GP64（糖蛋白64）作為誘導蛋白進行免疫共沉淀試驗，構建重組了家蠶核多角體病毒，并在家蠶卵巢（BmN）細胞中發(fā)現(xiàn)了熱激蛋白75（TRAP1）。家蠶組織表達譜分析表明，TRAP1基因在卵巢、中腸和血淋巴中具有較高的表達。通過RNA 干擾（RNAi）下調TRAP1 或格爾德霉素（GA，TRAP1 抑制劑）處理可降低BmNPV的主要衣殼蛋白VP39（病毒蛋白39）的表達水平。相反，通過過表達上調TRAP1可以增加VP39 的表達水平。這些結果表明，家蠶TRAP1 可以促進BmNPV 的增殖。該研究為探索TRAP1 的功能以及桿狀病毒生命周期的基本機制提供了新的見解。

（袁亞杰 整理）

8.MURAKAMI R，SUMIYOSHI T，NEGISHI L，et al.DEAD-box polypeptide 43 facilitates piRNA amplification by actively liberating RNA from Ago3-piRISC.EMBO Rep.DOI：10.15252/embr.202051313（2021）.

［題 目］DEAD-box 多肽43 通過從Ago3-piRISC復合體中主動釋放RNA以促進piRNA擴增

［摘 要］家蠶的piRNA 擴增途徑是由Ago3和Siwi以piRISC形式調控的。DEAD-box蛋白Vasa通過以ATP 水解依賴的方式從Siwi-piRISC 中釋放剪切的RNA 來促進Ago3-piRISC 的生成。然而，在這條途徑中促進Siwi-piRISC 生成的vasa 樣因子仍然未知。在本研究中，來自東京大學理學研究院生物科學系的MURAKAMI 等人確定了DEAD-box 多肽43（DDX43）是Siwi-piRISC 生成中起作用的Vasa樣蛋白。DDX43 與Vasa 一樣屬于解旋酶超家族II，并且包含類似的解旋酶核心。DDX43在其N端區(qū)域內還包含一個K-同源（KH）域，即一種常見的RNA結合域。生化分析表明，解旋酶核心負責Ago3-piRISC的相互作用和ATP水解，而KH域增強了解旋酶核心的ATPase活性。這種增強與KH域的RNA結合活性無關。為了使DDX43達到最大的RNA結合活性，需要KH 結構域和解旋酶核心的共同作用。這項研究不僅提供了對piRNA 擴增機制的新見解，而且揭示了該通路中支持DDX43 功能的兩個結構域之間獨特的合作關系。

（袁亞杰 整理）

9.CAO H H，ZHANG S Z，ZHU L B，et al.The digestive proteinase trypsin，alkaline A contributes to anti-BmNPV activity in silkworm（Bombyx mori）.Dev Comp Immunol.DOI：10.1016/j.dci.2021.104035（2021）.

［題 目］家蠶的消化蛋白酶堿性胰蛋白酶A具有抗BmNPV活性

［摘 要］家蠶核多角體病毒（BmNPV）是一種嚴重危害蠶業(yè)生產(chǎn)的病原微生物。前人的研究表明，家蠶幼蟲消化液中的絲氨酸蛋白酶家族的某些蛋白質具有抗BmNPV 活性。在作者以往發(fā)表的關于家蠶幼蟲消化液蛋白質組分析文獻當中，消化酶胰蛋白酶堿性A（BmTA）被篩選為可能參與BmNPV抗性的差異表達蛋白。在本研究中，安徽農(nóng)業(yè)大學的曹慧華等人對消化酶胰蛋白酶堿性A（BmTA）的生物學特性和抗BmNPV 功能進行了綜合分析，BmTA 的cDNA 序列的ORF（開放閱讀框）為768 個核苷酸，編碼255 個氨基酸殘基。結構域分析表明BmTA含有一個信號肽和一個典型的Tryp-SPc結構域。qRT-PCR 分析表明BmTA 在幼蟲階段高表達，并在家蠶中腸特異表達。研究發(fā)現(xiàn)BmNPV 抗性菌株中的BmTA 表達水平高于易感菌株的表達水平。在BmNPV 感染后24～72 h，兩種菌株中BmTA 的表達均呈上升趨勢。病毒擴增分析表明，BmNPV感染家蠶幼蟲和BmN 細胞后，再用適當濃度的重組BmTA處理，發(fā)現(xiàn)幼蟲和細胞中病毒裝配所必需的核衣殼蛋白（VP39）的相對表達水平顯著低于對照組。此外，BmN 細胞中BmTA 的過表達顯著抑制了BmNPV 的擴增。這些結果表明，BmTA 在家蠶中具有抗BmNPV活性，這為家蠶抗病毒育種開辟了廣闊的前景。

（徐禮鋒 整理）

10.MOSES A N，SUN X，QIN S，et al.CRISPR/Cas9-based knockout reveals that the clock genetimelessis indispensable for regulating circadian behavioral rhythms inBombyx mori.Insect Scine.Doi：10.1111/1744-7917.12864（2020）.

［題 目］基于CRISPR/Cas9 的敲除揭示了時鐘基因timeless對于調控家蠶晝夜行為節(jié)律是必不可少的。

［摘 要］晝夜節(jié)律是一種普遍存在的適應性節(jié)律，遍及從微生物到人類的所有物種，在這些節(jié)律中它們的主要作用是組織和改變生物的行為和生理狀態(tài)。其中，timless（tim）是一個典型的時鐘基因。果蠅內源性晝夜節(jié)律鐘的核心成分已被廣泛研究；然而，在包括家蠶在內的鱗翅目昆蟲中，其機制是十分復雜的，并且研究學者對于tim參與負反饋回路中負責行為活動的機制知之甚少。為了全面了解tim對家蠶內源生物鐘起到的作用，中國農(nóng)業(yè)科學院MOSES等人利用了聚集的規(guī)則間隔的短回文重復序列CRISPR/Cas9基因編輯系統(tǒng)。他們試圖利用Bmtim突變體闡明tim在家蠶晝夜節(jié)律中的作用。Bmtim基因敲除影響了兩種晝夜行為活動：成蟲羽化和胚胎孵化節(jié)律。定量實時聚合酶鏈反應（qRT-PCR）結果證實，tim基因敲除可導致Bmper和Bmclk信使RNAs在光期和暗期表達水平以及導致振蕩幅度的相對降低。此外，在tim基因敲除個體中，Bmdbt的每日節(jié)律性表達在光期上調，在暗期下調。他們的研究結果表明，tim是家蠶晝夜節(jié)律中不可或缺的一部分，可能參與調節(jié)羽化和孵化節(jié)律。

（馮小格 整理）

11.SUSUMU K，KEISUKE S，YUTAKA S，et al.CRISPR/Cas9-mediated mutagenesis ofAgo2 and Siwi in silkworm cultured cells.Gene.DOI：10.1016/j.gene.2020.145314（2020）.

［題 目］CRISPR/Cas9 介導的家蠶培養(yǎng)細胞中的Ago2 和Siwi的突變

［摘 要］BmN-4 細胞系起源于家蠶卵巢，具有內源性小干擾RNA（siRNA）和PIWI 交互作用RNA（piRNA）途徑。Ago2 和Siwi分別是siRNA 和piRNA 途徑的核心因素，為了解該細胞系中兩個不同的小RNA 途徑的重要性，東京大學農(nóng)業(yè)與生命科學研究院農(nóng)業(yè)與環(huán)境生物學系的SUSUMU 等人進行了CRISPR/Cas9 介導的Ago2 和Siwi的基因組編輯。結果發(fā)現(xiàn)，在Ago2和Siwi突變的細胞中，大約有一半的等位基因發(fā)生了功能缺失突變。與對照細胞相比，突變細胞的生長速度較慢，這有力的表明siRNA 和piRNA 途徑對于BmN-4 細胞的正常生長均至關重要。在Siwi突變的細胞中，piRNA 的數(shù)量明顯減少，但是未觀察到轉座因子的整體抑制。雖然晚期感染的RNA 病毒家蠶黃斑樣病毒BmLV（在BmN-4 細胞中發(fā)現(xiàn)的一種新型RNA 病毒）的RNA數(shù)量都出現(xiàn)增加，但siRNA 和piRNA 途徑顯示出對BmLV基因組和亞基因組RNA的定位偏向。這些結果表明在家蠶培養(yǎng)的細胞中兩個小RNA途徑具有共同的、特有的和關鍵性的作用。

（張雅慧 整理）