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抗菌肽(Antimicrobial peptides)最初是从昆虫免疫血淋巴中发现的一类碱性多肽,因其独特的生物活性以及不同于传统抗生素的特殊作用机理,一直是生命科学研究的热点之一。高等哺乳动物与果蝇有着相似的免疫信号转导途径,以果蝇作为模式动物的免疫系统研究,进一步了解和阐明抗菌肽在生物有机体先天免疫系统中的作用机制,将对医疗卫生领域产生积极的推动作用。
Drosomycin是第1个被发现鉴定的昆虫抗真菌肽,是黑腹果蝇体液免疫Toll途径的主要产物,受革兰氏阳性菌和真菌诱导表达。果蝇体内的免疫相关基因主要由转录因子GATA、Rel以及DEAF-1激活转录。
本研究在前期工作的基础上,对drosomycin(drs)基因上游-605~-501调控区内顺式调控元件进行了系统的分析,发现该区域内含有9个与转录因子GATA、Rel以及DEAF-1结合的潜在顺式调控元件位点。
本研究以绿色荧光蛋白基因gfp作为报告基因,与drs上游700bp长度启动子相连,采用定点突变技术对该启动子-605~-501调控区内的9个顺式调控元件逐一突变,成功构建了9个应用于转基因研究的转座质粒;利用显微注射技术转化果蝇受精卵后,经过杂交和表型筛选,成功建立了9种转基因果蝇纯合体系。对各转基因果蝇的GFP诱导表达情况进行了荧光观察和Western Blot检测,结果表明,由DEAF-1、GATA与Rel三个顺式调控元件叠合构成的drs上游-538~-529bp区域,在启动drosomycin基因转录表达过程中起重要调控作用,其中与DEAF-1结合的顺式调控元件在调控drosomycin基因表达过程中作用尤为显著,其突变将导致果蝇丧失对革兰氏阳性菌的免疫应答能力。
研究还发现,与该3个调控元件对应的转录因子相互影响,协同调节下游基因转录表达。