家蚕组蛋白甲基转移酶BmAsh2对蚕蛹的性别决定至关重要

性别决定是一个分级管理的过程,包括昆虫在内的不同生物具有高度的多样性。在鳞翅目昆虫家蚕中,由W染色体衍生的FempiRNA被鉴定为主要的性别决定因子,它揭示了一个独特的piRNA介导的性别决定途径。然而,家蚕性别决定的综合机制目前尚不清楚。中国科学院昆虫发展与进化生物学研究中心的LI Z等研究发现蚕蛹蛋白BmSiwi是决定家蚕性别的关键,而不是BmAgo3。CRISPR/Cas9介导的BmSiwi的敲除导致发育中性别阻滞和部分雌性性别逆转,而BmAgo3耗竭只影响卵子发生。研究者鉴定了3种组蛋白甲基转移酶(HMTs),它们在BmSiwi突变蛾中显著下调。其中一种HMT是BmAsh2,引起了piRNAs和转座因子(TEs)的失调,支持了它在piRNA信号通路中的作用。更重要的是,研究发现BmAsh2突变导致了性别发育阻滞和部分雌性对雄性的性别逆转,以及性别决定基因Bmdsx和BmMasc的失调。其他两种HMT是BmSETD2和BmEggless,它们的突变并不影响piRNA介导的性别决定。组织学分析和免疫沉淀结果支持BmAsh2和BmSiwi蛋白之间的功能相互作用。试验数据首次提供了证据,证明组蛋白甲基转移酶(HMT)BmAsh2在piRNA介导的蚕蛹性别决定中起关键作用。