eLife：“青春基因”—Chinmo

　　由进化生物学研究所和巴塞罗那IRB领导的研究小组揭示了Chinmo基因是昆虫建立幼年阶段的原因。这也证实了Br-C和E93基因在昆虫成熟过程中起调控作用。这些基因，也存在于人类中，分别作为癌变过程的启动子和抑制子。

　　

由进化生物学研究所和巴塞罗那IRB领导的研究小组揭示了Chinmo基因是昆虫建立幼年阶段的原因。这也证实了Br-C和E93基因在昆虫成熟过程中起调控作用。这些基因，也存在于人类中，分别作为癌变过程的启动子和抑制子。

这项以黑腹果蝇和德国小蠊为研究对象的研究结果表明，这些基因在昆虫的进化过程中一直被保存下来。因此，人们认为它们可能在变态的进化中起着关键作用。

Chinmo、Br-C和E93基因是昆虫生物钟的指针

经历完全变态的昆虫，如果蝇，经历以下三个发育阶段:胚胎，在卵内形成;幼虫(幼年期)，分几个阶段生长;还有蛹，这个阶段包含了蜕变和成虫的形成。

先前的研究发现，Br-C基因决定了昆虫的蛹形成。2019年，领导这项研究的同一个IBE团队描述了E93在昆虫中完成变态和启动组织成熟的基本功能，这些组织将继续形成成虫。然而，直到现在，决定幼年期的基因还不为人所知。这项研究现在已经确定了Chimno基因是昆虫这一阶段的主要前体。

通过删除果蝇标本中的Chinmo基因，科学家们观察到这些昆虫没有完成幼年阶段就进入了蛹阶段，提前进入了成虫阶段。因此，这些发现证实了Chinmo对青少年发育至关重要。“我们发现Chinmo通过保持细胞未分化来促进果蝇幼年期的组织生长。因此，当Chinmo表达时，细胞不能分化，因为该基因抑制了那些负责形成成人组织的基因的作用，”IBE (csicc - upf)的研究员、该研究的共同负责人Xavier Franch博士说。

因此，该研究得出结论，果蝇必须灭活Chinmo基因才能从幼年发育到蛹期并成功进行变态。同样，它证实了三个基因，即Chinmo, Br-C和E93，分别在幼虫期，蛹期和成虫期的顺序作用，协调形成成虫有机体的不同器官的形成。

生长调节基因在癌变过程中起着关键作用

Chinmo和Br-C属于BTB-ZF转录因子大家族，这些蛋白与癌症有关，也存在于人类中。虽然以前的研究表明Chinmo是癌症的前体，但Br-C和E93在该疾病中的作用至今尚不清楚。

“了解细胞生长的分子功能有助于更好地理解癌症的过程。健康细胞生长、分化和成熟。相反，癌细胞生长不受控制，不分化，不能成熟。因此，确定Chinmo, Br-C和E93的作用可能是未来临床研究的关键，”巴塞罗那IRB研究员和该研究的合著者Jordi Casanova博士说。

该研究表明，Chinmo是一种致癌前体，因为它促进组织生长并阻止分化，而C-Br和E93则通过激活组织成熟而起到肿瘤抑制作用。

Chinmo揭示了变态是如何进化的

蝴蝶和果蝇等昆虫的完全变态是在进化过程中逐渐出现的一种进化创新，它是由蟑螂等经历了简单得多的变态的昆虫进化而来的。为了了解这个渐进的过程是如何发生的，研究人员分析了Chinmo、Br-C和E93在蟑螂体内的功能。

“分析这些基因在不同昆虫物种中的功能，使我们能够观察到进化是如何发生的。观察到昆虫的Chinmo功能在进化上与果蝇和蟑螂分开，这为我们提供了关于变态是如何起源的线索，”大卫·马丁博士解释说，他是IBE (csicc - upf)的研究员，也是这项研究的共同负责人。

研究结果表明，Chinmo和E93对蟑螂等基础昆虫的调控作用足以决定其由幼虫向成虫的转变。然而，Br-C基因的引入允许蛹的发育，并通过一个新的蛹阶段出现完全变态的昆虫，如果蝇。

参考文献：

Antagonistic role of the BTB-zinc finger transcription factors chinmo and broad-complex in the juvenile/pupal transition and in growth control

Sílvia Chafino, Panagiotis Giannios, Jordi Casanova, David Martin & Xavier Franch-Marro

eLife 2023, doi.org/10.7554/eLife.84648