變態(tài)發(fā)育在兩棲動(dòng)物發(fā)育中是普遍現(xiàn)象，“小蝌蚪找媽媽”的故事是變態(tài)發(fā)育的生動(dòng)而形象的展示。那么，蝌蚪的變態(tài)發(fā)育調(diào)控機(jī)制如何呢？這是一個(gè)極其復(fù)雜的科學(xué)問題。
早期研究已經(jīng)證明甲狀腺素在調(diào)控?zé)o尾兩棲動(dòng)物變態(tài)發(fā)育中起到至關(guān)重要的作用。已有利用模式生物爪蟾Xenopus laevis研究發(fā)現(xiàn)有兩種
甲狀腺素受體α（Thyriod Hormone α，TRα）和β（Thyriod Hormone β，TRβ）介導(dǎo)甲狀腺素的調(diào)控作用。已有研究報(bào)道爪蟾TRα敲低或敲除時(shí)，爪蟾蝌蚪發(fā)育加快但變態(tài)個(gè)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(shí)過去對于變態(tài)發(fā)育調(diào)控分子機(jī)制的推論中，TRα作為轉(zhuǎn)錄因子開啟變態(tài)發(fā)育的發(fā)生，但是敲除TRα的個(gè)體依然能夠進(jìn)行變態(tài)發(fā)育，這暗示了在變態(tài)發(fā)育中存在其它的轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控變態(tài)發(fā)育。
中國科學(xué)院成都生物研究所研究員江建平帶領(lǐng)其博士研究生趙蘭英等以其正在研發(fā)的新型模式生物飾紋姬蛙Microhyla fissipes為研究對象，檢測了3個(gè)關(guān)鍵發(fā)育時(shí)期變態(tài)前期（premetamorphosis）、變態(tài)高峰期（metamorphic climax）和變態(tài)完成期（completion of metamorphosis）的轉(zhuǎn)錄組，共獲得2293基因表現(xiàn)出發(fā)育時(shí)期的差異表達(dá)，其中非常有趣的發(fā)現(xiàn)是在變態(tài)前期，TRα基因在體型明顯較大并且到達(dá)變態(tài)發(fā)育期時(shí)間較長的物種（非洲爪蟾和中華蟾蜍Bufogargarizans）中高表達(dá)，而在體型明顯小且發(fā)育時(shí)間較短的飾紋姬蛙中低表達(dá)；同時(shí)科研人員也發(fā)現(xiàn)TRβ無論在飾紋姬蛙和非洲爪蟾，甚至在敲除了TRα的爪蟾個(gè)體中均高表達(dá)，這暗示了TRβ是開啟變態(tài)發(fā)育發(fā)生的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子。因此，該項(xiàng)工作不僅鑒定出可能與變態(tài)發(fā)育有關(guān)的多個(gè)基因，更重要的是揭示去結(jié)合甲狀腺激素的TRα調(diào)控蝌蚪生長和變態(tài)時(shí)間的作用可能在無尾兩棲動(dòng)物中是保守的，而結(jié)合甲狀腺激素的TRβ是開啟變態(tài)發(fā)育所必需的轉(zhuǎn)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(fā)表于Scientific Reports。
該項(xiàng)工作獲得了中科院重點(diǎn)部署項(xiàng)目和國家自然科學(xué)基金的共同資助。
