吴少英, 段文波, 李 芬, 杨 磊, 王 颢, 王力奎

(海南大学三亚南繁研究院, 海南三亚 572025)

伴随着从低等无脊椎动物到高等脊椎动物的进化，昆虫电压门控钠离子通道(voltage-gated sodium channel)也经历了漫长的演化，其蛋白结构和功能与哺乳动物类似(Littleton and Ganetzky, 2000; Zakon, 2012)。相较于哺乳动物有9个及以上的钠离子通道基因，在目前已经完成基因组测序的143种昆虫中，除了蚜虫有2个钠离子通道基因(Ameyetal., 2015; Zuoetal., 2016; Jiangetal., 2017; 段文波等, 2020; 王颢等, 2020)外，其他昆虫均只有1个钠离子通道基因(Dongetal., 2014; Yinetal., 2016; Wuetal., 2017)。尽管昆虫钠离子通道基因数量较少，但其可通过可变剪切和RNA编辑等方式丰富其钠离子通道的生理功能。比如去除可变剪切外显子b后，绿盲蝽Apolyguslucorum、黑腹果蝇Drosophilamelanogaster和德国小蠊Blattellagermanica等昆虫钠离子通道在双电极电压钳系统下的电压信号迅速增强(Songetal., 2004; Zhangetal., 2020)。作为很多动物源和植物源毒素以及拟除虫菊酯类杀虫剂等化合物的作用靶标，昆虫钠离子通道的突变可导致靶标敏感性显著下降。研究表明，删除德国小蠊钠离子通道基因可变剪切位点G1111后，其对Ⅱ型拟除虫菊酯——溴氰菊酯的敏感性显著下降，但是对Ⅰ型拟除虫菊酯——苄氯菊酯的敏感性并没有改变(Duetal., 2009a)。黑腹果蝇胚胎中可变剪切f占所有剪切体的比例远远高于成虫，但在胚胎中j的出现率仅为10%，在成虫中却高达89%(Songetal., 2004)。可变剪切还可以调节神经兴奋。例如，黑腹果蝇钠离子通道可变剪切f可导致电压依赖性钠离子通道活化并使其向超极化方向偏移(Linetal., 2009)。由上述可知，昆虫钠离子通道可变剪切不仅影响其表达量，还可改变其电压依赖程度。……