跨物种调节|植物中的miRNA促进幼蜂转变为工蜂-两个小齿轮

众所周知，所有蜜蜂在出生时的基因型都是相同的，都是雌性的。但是一小部分蜜蜂只食用蜂王浆发育成蜂后，而大部分的蜜蜂食用蜂蜜和花粉发育成工蜂。
之前科学领域对于这一机制也进行了很多研究，研究大多集中在蜂王浆上，认为蜂王浆含有丰富的蛋白质、氨基酸、糖分还有雌激素等营养成分促进了幼虫发育成蜂后。
张辰宇教授之前已经对植物性的miRNA有了深入的研究，发现植物被食入后，双桥老流氓 植物性的miRNA可以被动物吸收并能够运送到相关的组织和器官，跨界调控动物的基因，产生生物学作用。在这个基础上张辰宇教授对蜂蜜和花粉中含有的植物性miRNA开展了一系列的研究。发现蜂蜜和花粉中植物性的miR-162a可以直接靶向种群分化中的刺激基因amTOR，继而使幼虫向工蜂发育。

图 1
通过Illumina deep-sequencing、qRT-PCR、Northerning blot检测出蜂蜜和花粉中含有大量的植物性miRNA。

图 2
植物性的miRNA对蜜蜂幼虫有抑制生长发育、减轻体重、减少体长、减小卵巢体积的作用，使幼虫向工蜂发育。

图 3
通过生物信息学分析（RNAhybrid、 miRanda、GO分析 ）后挑选出蜂蜜和花粉中的miRNA-162a进行进一步的研究，发现miR-162a可以直接靶向种群分化中的刺激基因amTOR。

图 4
植物性的miRNA对果蝇也有同样的作用，减轻体重、减少体长、减小卵巢体积、使雌性产卵减少董湘昆。

图5
在果蝇中也是通过miR-162a直接靶向dmTOR的作用机制来实现对果蝇的抑制作用。
这项研究确定了植物miRNA的一个非典型功能，可以调整蜜蜂社会等级，为理解跨界互动提供了新的线索。

参考文献：Zhu K, Liu M, Fu Z, et al. Plant microRNAs in larval food regulate honeybee caste development[J]. PLoS Genetics, 2017, 13(8): e1006946.