早期研究已經證明甲狀腺素在調控無尾兩棲動物變態發育中起到至關重要的作用。已有利用模式生物爪蟾Xenopus laevis研究發現有兩種甲狀腺素受體α(Thyriod Hormone α,TRα)和
β(Thyriod Hormone β,TRβ)介導甲狀腺素的調控作用。已有研究報道爪蟾TRα敲低或敲除時,爪蟾蝌蚪發育加快但變態個體明顯變小,而TRα的這些功能在其它物種中是否保守還不清楚;同時過去對于變態發育調控分子機制的推論中,TRα作為轉錄因子開啟變態發育的發生,但是敲除TRα的個體依然能夠進行變態發育,這暗示了在變態發育中存在其它的轉錄因子調控變態發育。
成都生物研究所江建平研究員帶領其博士研究生趙蘭英同學等以其正在研發的新型模式生物飾紋姬蛙Microhyla fissipes為研究對象,檢測了3個關鍵發育時期變態前期(premetamorphosis)、變態高峰期(metamorphic climax)和變態完成期(completion of metamorphosis)的轉錄組,共獲得2293基因表現出發育時期的差異表達,其中非常有趣的發現是在變態前期時, TRα基因在體型明顯較大并且到達變態發育期時間較長的物種(非洲爪蟾和中華蟾蜍Bufogargarizans)中高表達,而在體型明顯小且發育時間較短的飾紋姬蛙中低表達;同時我們也發現TRβ無論在飾紋姬蛙和非洲爪蟾,甚至在敲除了TRα的爪蟾個體中均高表達,這暗示了TRβ是開啟變態發育發生的關鍵轉錄因子。因此,本項工作不僅鑒定出可能與變態發育有關的多個基因,更重要的是揭示
去結合甲狀腺激素的TRα調控蝌蚪生長和變態時間的作用可能在無尾兩棲動物中是保守的,而結合甲狀腺激素的TRβ是開啟變態發育所必需的轉錄因子。
該研究成果近日以Transcriptome profiles of metamorphosis in the ornamented pygmy frog Microhylafissipes clarifythe functions of thyroid hormonereceptors in metamorphosis為題在線發表于Scientific Reports。
該項工作獲得了中國科學院重點部署項目和國家自然科學基金的共同資助。