蚕学外文学术论文摘要选译

1.YAN H，LIU Q S，WEN F，et al.Characterization and potential application of an alpha-amylase（BmAmy1）selected during silkworm domestication.Int J Biol Macromol.DOI：10.1016/j.ijbiomac.2020.11.064（2020）.

［题 目］家蚕驯化过程中α-淀粉酶（BmAmy1）的特性及其潜在应用

［摘 要］在动植物驯化过程中有效的资源利用起着核心作用。已有研究表明不同家蚕（Bombyx mori）品系的淀粉酶活性差异与幼虫体重相关，家蚕体型比其祖先野桑蚕（B.mandarina）体型更大，但目前尚不清楚人工选择是否会作用于家蚕的消化酶。在此研究中，西南大学的颜颢等人介绍了家蚕中的一种新型α-淀粉酶BmAmy1的特性。重组BmAmy1的活性在35 ℃和pH 9.0时最大，可被桑叶（蚕的唯一食物来源）中的淀粉酶抑制剂抑制。双荧光素酶报告基因分析显示，分别插入到5'-上游调节区的3 个不同的转座子可能是BmAmy1在不同家蚕品系中表达增强的原因。与非转基因对照相比，转基因过表达BmAmy1 的家蚕雌、雄体重分别增加了11.9%和6.8%。他们的研究结果表明，通过探索人类选择性状的遗传机制，运用基因工程和定向育种可以进一步加速驯化过程。

（刘莲 整理）

2.ZHANG X L，NI Y H，GUO K Y，et al.The mutation of SPI51，a protease inhibitor of silkworm，resulted in the change of antifungal activity during domestication.Int J Biol Macromol.DOI：10.1016/j.ijbiomac.2021.02.076（2021）.

［题 目］家蚕蛋白酶抑制剂SPI51 的突变导致驯化过程中抗真菌活性发生变化

［摘 要］家蚕驯化导致了多种基因表达模式的改变。例如，家蚕与其祖先——野桑蚕相比，蚕茧中许多蛋白酶抑制剂均显著下调。考虑到SPI51 是蚕茧中最丰富的蛋白酶抑制剂，在此研究中西南大学的张晓璐等比较了家蚕BmoSPI51 和野桑蚕BmaSPI51 的基因结构和序列。与BmaSPI51 的“RGGFR”活性位点相比，BmoSPI51 的活性位点为“KGSFP”且丢失了C 端尾部的“YNTCECSCP”序列。为了研究活性位点和尾部序列对SPI51 功能的影响，他们表达了BmoSPI51 的两种突变形式，命名为BmoSPI51+tail（BmoSPI51的C端尾部加上了缺失的9 个氨基酸序列）和BmoSPI51M（BmoSPI51 活性位点序列突变为BmaSPI51 活性位点序列）。比较BmoSPI51、BmoSPI51+tail 和BmoSPI51M 发现它们对胰蛋白酶有相似的抑制活性。但是BmoSPI51+tail和BmoSPI51M 蛋白对真菌生长的抑制能力明显强于BmoSPI51。西南大学的张晓璐等认为BmaSPI51活性位点的特定氨基酸序列以及C端形成的二硫键是其具有较高抗真菌活性的关键因素。这项研究为家蚕蚕茧中蛋白酶抑制剂引起的抗真菌机制提供了新见解。

（刘莲 整理）

3.ZHU J，CHEN Y R，GENG T，et al.A 14-amino acids deletion inBmShadowresults to non-moult on the 2nd instar in the bivoltine silkworm，Bombyx mori.Gene.DOI：10.1016/j.gene.2021.145450（2021）.

［题 目］BmShadow基因14 个氨基酸缺失导致二化性家蚕2龄不能蜕皮

［摘 要］家蚕BmShadow基因属于细胞色素P450超基因家族。为了阐明BmShadow基因的功能及其与滞育的关系，江苏省蚕业生物学与生物技术重点实验室的朱娟等人采用CRISPR/Cas9 系统在二化性品系秋丰中敲除BmShadow基因，在G2代获得突变体（BmShadow-/-），表现为42 个碱基的缺失，恰好对应于155～168 位的氨基酸区域。突变体（BmShadow-/-）的幼虫在2 龄期的蜕皮阶段不能蜕皮。将突变体（BmShadow-/-）幼虫在2 龄末期饲喂20E类似物后，将能够正常蜕皮并发育至3龄。对野生型幼虫、突变体（BmShadow-/-）幼虫及添食20E 类似物的突变体（BmShadow-/-）幼虫中20E 浓度进行测定，结果表明，突变体（BmShadow-/-）幼虫中的20E浓度显著低于野生型幼虫，饲喂20E 类似物后，突变体（BmShadow-/-）幼虫的20E 浓度恢复到正常水平。有趣的是，突变体（BmShadow-/-）蚕蛾所产的滞育卵在5 ℃保存40 d或越冬后，卵孵化后的幼虫在1龄期不能蜕皮，而突变体（BmShadow-/-）蚕蛾所产的非滞育卵孵化后在第1龄期正常蜕皮，到第2龄期不能蜕皮，说明从母体转运给子代卵的20E在滞育维持阶段被部分消耗。该研究证实，BmShadow参与20E合成，并且第155～168位的14个氨基酸对其功能至关重要，在体内也似乎没有其他代偿途径，这对于家蚕的发育调控及农业和林业害虫的生物防治提供了一个重要的潜在靶点。

（张盼 整理）

4.YAGI A，YAMAZAKI H，TERAHARA T.et al.Development of anin vivo-mimic silkworm infection model withMycobacterium aviumcomplex.Drug Discoveries&Therapeutics.DOI：10.5582/ddt.2020.03099（2020）.

［题 目］建立家蚕体内模拟感染鸟型分支杆菌复合菌的模型

［摘 要］为了评估抗鸟型分支杆菌复合菌（MAC）抗生素的疗效，建立家蚕体内模拟感染鸟型分支杆菌（Mycobacterium avium）和胞内分枝杆菌（Mycobacterium intracellulare）的模型。在37 ℃的饲养条件下，家蚕在注射鸟型分支杆菌和胞内分枝杆菌（2.5×107CFU/larva·g）至血淋巴后的72 h 内死亡。日本东北医科大学药学院天然产物化学系的YAGI 等在此条件下对临床抗分枝杆菌（结核）抗生素进行评估。克拉霉素、卡那霉素、链霉素、阿米卡星、环丙沙星以剂量依赖性的方式的发挥治疗作用，这与小鼠模型中的评估结果一致。除此之外，本研究利用家蚕感染模型筛选得到3 种有效的放线菌培养菌液，并鉴定出4 种活性代谢产物：奥姆霉素（ohmyungsamycins）A、奥 姆 霉 素B、教 酒 菌 素（chartreusin）和灰绿霉素（griseoviridin）。其中，奥姆霉素A 呈现最低的ED50（半数有效剂量），为8.5 μg/larva·g；教酒菌素具有最佳的ED50/MIC（最低抑制浓度），比值为7.4。试验结果表明，对于鉴定具有真正疗效的抗MAC候选抗生素，家蚕模型是一种有效的工具。

（楼静候 整理）

5.WANG F，GUO C C，YANG Q Q，et al.Protein composites from silkworm cocoons as versatile biomaterials.Acta Biomaterialia.DOI：10.1016/j.actbio.2020.11.037（2020）.

［题 目］蚕丝蛋白复合材料作为多功能生物材料

［摘 要］蚕丝是一种天然的生物聚合物，主要是由丝素蛋白和丝胶蛋白组成的纤维。丝素蛋白（SF）优异的机械性能为基于丝的生物材料提供了广泛应用。然而，制造基于丝的生物材料的传统方法通常包括脱胶以去除丝胶（SS）来避免不利的生物效应。丝胶蛋白具有多种生物学功能，包括良好的亲水性、促进细胞粘附等，这些特性利于开发新材料，促进丝胶蛋白生物材料在生物医学中的应用。然而，与丝素相比，丝胶不是一种结构蛋白，因此基于丝胶的材料没有强大的机械性能。为了解决这一问题，家蚕基因组生物学国家重点实验室的王峰等人报道了一种直接从整个蚕茧中制备丝素丝胶蛋白（SS-SF）复合材料的有效方法，无需传统的提取步骤即可去除丝胶。这种方法结合了以丝素蛋白为结构单元和以丝胶为生物功能单元的材料特征，以获得加工和材料性能方面的优势，不仅通过避免脱胶简化了加工过程和保持了丝素蛋白的机械性能，而且赋予了这些SS-SF复合材料更强的亲水性和细胞粘附性能，以促进细胞生长和增殖。此外，可以将这些蛋白质复合材料制成各种材料形式（例如薄膜，海绵），以适合不同的生物医学应用。

（郑露 整理）

6.WU T F，SHI W Y，CHIU Y C，et al.Investigation of the molecular mechanism underlying the inhibitory activities of ethanol extract of Bombyx mori pupa-incubatedCordyceps militarisfruiting bodies toward allergic rhinitis.Biomed Pharmacother.DOI：10.1016/j.biopha.2021.111248（2021）.

［题 目］家蚕蛹虫草子实体乙醇提取物对过敏性鼻炎抑制作用的分子机制研究

［摘 要］蛹虫草因其抗肿瘤、消炎、免疫调节等药理活性而被广泛研究。鼻黏膜中的过敏原与IGE（免疫球蛋白）致敏的肥大细胞结合触发过敏性鼻炎。南台科技大学的吴廷峰等人研究发现，口服由蚕蛹蛹虫草子实体制备的300 mg/kg 乙醇提取物对卵清蛋白诱导的小鼠过敏性鼻炎的喷嚏/抓痒、肥大细胞激活、嗜酸性粒细胞浸润、Syk 激活等症状均有明显缓解作用。在活化的RBL2H3（大鼠嗜碱性细胞白血病细胞）细胞中，乙醇提取物显著抑制的β-己糖胺酶（脱颗粒标记）释放和各种细胞因子（包括IL-3、IL-10和IL-13）的mRNA表达。从提取物中纯化的乙醇提取物和β-谷甾酮（β-sitostenone）能分别减缓活化的RBL-2H3 细胞中Ca2+离子的流动。此外，免疫印迹试验结果表明，乙醇提取物可显著减缓Ca2+离子流动激发的信号级联反应，从而引发多种过敏细胞因子的表达。同样，提取物的培养也干扰了P38（丝裂原活化蛋白激酶）以及NF-kB（核因子）的激活和Nrf-2（转录因子NF-E2相关因子2，Nrf-2，是机体细胞防御应激反应的重要调节因子）的易位。他们的研究表明，乙醇提取物具有一些天然成分，它们可以通过抑制过敏性鼻炎小鼠鼻黏膜中肥大细胞的Ca2+离子流动来抑制过敏性细胞因子的即刻脱粒和从头合成。

（郑露 整理）

7.WANG X，ZHANG Y，FEI S G，et al.Heat Shock Protein 75（TRAP1）facilitate the proliferation of theBombyx morinucleopolyhedrovirus.Int J Biol Macromol.DOI：10.1016/j.ijbiomac.2021.01.213（2021）.

［题 目］热休克蛋白75（TRAP1）促进家蚕核型多角体病毒的增殖

［摘 要］病毒利用多种细胞蛋白促进其增殖。热休克蛋白（HSP）是真核生物和原核生物中高度保守的蛋白，在促进病毒增殖过程中起关键作用。然而，研究学者关于热休克蛋白在杆状病毒的生命周期中所起的作用知之甚少。在本研究中，来自华南农业大学动物科学学院的王雄等人通过以GP64（糖蛋白64）作为诱导蛋白进行免疫共沉淀试验，构建重组了家蚕核多角体病毒，并在家蚕卵巢（BmN）细胞中发现了热激蛋白75（TRAP1）。家蚕组织表达谱分析表明，TRAP1基因在卵巢、中肠和血淋巴中具有较高的表达。通过RNA 干扰（RNAi）下调TRAP1 或格尔德霉素（GA，TRAP1 抑制剂）处理可降低BmNPV的主要衣壳蛋白VP39（病毒蛋白39）的表达水平。相反，通过过表达上调TRAP1可以增加VP39 的表达水平。这些结果表明，家蚕TRAP1 可以促进BmNPV 的增殖。该研究为探索TRAP1 的功能以及杆状病毒生命周期的基本机制提供了新的见解。

（袁亚杰 整理）

8.MURAKAMI R，SUMIYOSHI T，NEGISHI L，et al.DEAD-box polypeptide 43 facilitates piRNA amplification by actively liberating RNA from Ago3-piRISC.EMBO Rep.DOI：10.15252/embr.202051313（2021）.

［题 目］DEAD-box 多肽43 通过从Ago3-piRISC复合体中主动释放RNA以促进piRNA扩增

［摘 要］家蚕的piRNA 扩增途径是由Ago3和Siwi以piRISC形式调控的。DEAD-box蛋白Vasa通过以ATP 水解依赖的方式从Siwi-piRISC 中释放剪切的RNA 来促进Ago3-piRISC 的生成。然而，在这条途径中促进Siwi-piRISC 生成的vasa 样因子仍然未知。在本研究中，来自东京大学理学研究院生物科学系的MURAKAMI 等人确定了DEAD-box 多肽43（DDX43）是Siwi-piRISC 生成中起作用的Vasa样蛋白。DDX43 与Vasa 一样属于解旋酶超家族II，并且包含类似的解旋酶核心。DDX43在其N端区域内还包含一个K-同源（KH）域，即一种常见的RNA结合域。生化分析表明，解旋酶核心负责Ago3-piRISC的相互作用和ATP水解，而KH域增强了解旋酶核心的ATPase活性。这种增强与KH域的RNA结合活性无关。为了使DDX43达到最大的RNA结合活性，需要KH 结构域和解旋酶核心的共同作用。这项研究不仅提供了对piRNA 扩增机制的新见解，而且揭示了该通路中支持DDX43 功能的两个结构域之间独特的合作关系。

（袁亚杰 整理）

9.CAO H H，ZHANG S Z，ZHU L B，et al.The digestive proteinase trypsin，alkaline A contributes to anti-BmNPV activity in silkworm（Bombyx mori）.Dev Comp Immunol.DOI：10.1016/j.dci.2021.104035（2021）.

［题 目］家蚕的消化蛋白酶碱性胰蛋白酶A具有抗BmNPV活性

［摘 要］家蚕核多角体病毒（BmNPV）是一种严重危害蚕业生产的病原微生物。前人的研究表明，家蚕幼虫消化液中的丝氨酸蛋白酶家族的某些蛋白质具有抗BmNPV 活性。在作者以往发表的关于家蚕幼虫消化液蛋白质组分析文献当中，消化酶胰蛋白酶碱性A（BmTA）被筛选为可能参与BmNPV抗性的差异表达蛋白。在本研究中，安徽农业大学的曹慧华等人对消化酶胰蛋白酶碱性A（BmTA）的生物学特性和抗BmNPV 功能进行了综合分析，BmTA 的cDNA 序列的ORF（开放阅读框）为768 个核苷酸，编码255 个氨基酸残基。结构域分析表明BmTA含有一个信号肽和一个典型的Tryp-SPc结构域。qRT-PCR 分析表明BmTA 在幼虫阶段高表达，并在家蚕中肠特异表达。研究发现BmNPV 抗性菌株中的BmTA 表达水平高于易感菌株的表达水平。在BmNPV 感染后24～72 h，两种菌株中BmTA 的表达均呈上升趋势。病毒扩增分析表明，BmNPV感染家蚕幼虫和BmN 细胞后，再用适当浓度的重组BmTA处理，发现幼虫和细胞中病毒装配所必需的核衣壳蛋白（VP39）的相对表达水平显著低于对照组。此外，BmN 细胞中BmTA 的过表达显著抑制了BmNPV 的扩增。这些结果表明，BmTA 在家蚕中具有抗BmNPV活性，这为家蚕抗病毒育种开辟了广阔的前景。

（徐礼锋 整理）

10.MOSES A N，SUN X，QIN S，et al.CRISPR/Cas9-based knockout reveals that the clock genetimelessis indispensable for regulating circadian behavioral rhythms inBombyx mori.Insect Scine.Doi：10.1111/1744-7917.12864（2020）.

［题 目］基于CRISPR/Cas9 的敲除揭示了时钟基因timeless对于调控家蚕昼夜行为节律是必不可少的。

［摘 要］昼夜节律是一种普遍存在的适应性节律，遍及从微生物到人类的所有物种，在这些节律中它们的主要作用是组织和改变生物的行为和生理状态。其中，timless（tim）是一个典型的时钟基因。果蝇内源性昼夜节律钟的核心成分已被广泛研究；然而，在包括家蚕在内的鳞翅目昆虫中，其机制是十分复杂的，并且研究学者对于tim参与负反馈回路中负责行为活动的机制知之甚少。为了全面了解tim对家蚕内源生物钟起到的作用，中国农业科学院MOSES等人利用了聚集的规则间隔的短回文重复序列CRISPR/Cas9基因编辑系统。他们试图利用Bmtim突变体阐明tim在家蚕昼夜节律中的作用。Bmtim基因敲除影响了两种昼夜行为活动：成虫羽化和胚胎孵化节律。定量实时聚合酶链反应（qRT-PCR）结果证实，tim基因敲除可导致Bmper和Bmclk信使RNAs在光期和暗期表达水平以及导致振荡幅度的相对降低。此外，在tim基因敲除个体中，Bmdbt的每日节律性表达在光期上调，在暗期下调。他们的研究结果表明，tim是家蚕昼夜节律中不可或缺的一部分，可能参与调节羽化和孵化节律。

（冯小格 整理）

11.SUSUMU K，KEISUKE S，YUTAKA S，et al.CRISPR/Cas9-mediated mutagenesis ofAgo2 and Siwi in silkworm cultured cells.Gene.DOI：10.1016/j.gene.2020.145314（2020）.

［题 目］CRISPR/Cas9 介导的家蚕培养细胞中的Ago2 和Siwi的突变

［摘 要］BmN-4 细胞系起源于家蚕卵巢，具有内源性小干扰RNA（siRNA）和PIWI 交互作用RNA（piRNA）途径。Ago2 和Siwi分别是siRNA 和piRNA 途径的核心因素，为了解该细胞系中两个不同的小RNA 途径的重要性，东京大学农业与生命科学研究院农业与环境生物学系的SUSUMU 等人进行了CRISPR/Cas9 介导的Ago2 和Siwi的基因组编辑。结果发现，在Ago2和Siwi突变的细胞中，大约有一半的等位基因发生了功能缺失突变。与对照细胞相比，突变细胞的生长速度较慢，这有力的表明siRNA 和piRNA 途径对于BmN-4 细胞的正常生长均至关重要。在Siwi突变的细胞中，piRNA 的数量明显减少，但是未观察到转座因子的整体抑制。虽然晚期感染的RNA 病毒家蚕黄斑样病毒BmLV（在BmN-4 细胞中发现的一种新型RNA 病毒）的RNA数量都出现增加，但siRNA 和piRNA 途径显示出对BmLV基因组和亚基因组RNA的定位偏向。这些结果表明在家蚕培养的细胞中两个小RNA途径具有共同的、特有的和关键性的作用。

（张雅慧 整理）