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昆虫の発達は、若年性ホルモン（JH）と20-ヒドロキシエクジソン（20E）の組み合わせによって調節されます。JHと20Eの両方の産生は、成長因子-β（TGFβ）シグナル伝達を形質転換することにより規制されています。TGFβは、アクチビンと骨の形態形成タンパク質（BMP）経路の2つの枝に分類できます。ショウジョウバエのメラノガスターでは、BMPシグナル伝達はJH合成にとって重要ですが、変態に陥るために必要な20Eの大きなパルスを生成するにはアクチビンシグナルが必要です。ただし、これらの信号の役割が保存されている程度は不明のままです。ここでは、脱化するThe Lathbird Henosepilachna vigintioctopunctataにおけるエンブリック後の発達におけるアクチビン成分Smad onx（SMOX）の役割を研究しました。RNA干渉（RNAI） - HVSMOXの支援ノックダウンは、幼虫の成長を阻害し、幼虫の発達障害を阻害しました。すべてのHvmyo RNAI幼虫は、第4回幼虫の段階で逮捕されました。さらに、HVSMOXのノックダウンは、腸とマルピゲの尿細管を遅らせました。さらに、JH生合成遺伝子（HVJhamt）、JH受容体遺伝子HVMET、およびJH応答遺伝子HVKR-H1の発現が大幅に増強されました。逆に、エクディスステロイド形成遺伝子（HVSPO）、20E受容体遺伝子（HVECR）および6つの20E応答遺伝子（HVBRC、HVE74、HVE75、HVE93、HVHR3、およびHVHR4）の発現レベルが有意に低下しました。HVMETのノックダウンは、HVSMOX RNAIカブトムシの負の表現型を部分的に回復しました。我々の結果は、SMOXがJHの生成、エクディスステロイド形成、臓器のリモデリングに規制的な役割を及ぼし、H。vigintioctopunctataの幼虫とプーパ層の変換の調節に貢献していることを示唆しています。
昆虫の発達は、若年性ホルモン（JH）と20-ヒドロキシエクジソン（20E）の組み合わせによって調節されます。JHと20Eの両方の産生は、成長因子-β（TGFβ）シグナル伝達を形質転換することにより規制されています。TGFβは、アクチビンと骨の形態形成タンパク質（BMP）経路の2つの枝に分類できます。ショウジョウバエのメラノガスターでは、BMPシグナル伝達はJH合成にとって重要ですが、変態に陥るために必要な20Eの大きなパルスを生成するにはアクチビンシグナルが必要です。ただし、これらの信号の役割が保存されている程度は不明のままです。ここでは、脱化するThe Lathbird Henosepilachna vigintioctopunctataにおけるエンブリック後の発達におけるアクチビン成分Smad onx（SMOX）の役割を研究しました。RNA干渉（RNAI） - HVSMOXの支援ノックダウンは、幼虫の成長を阻害し、幼虫の発達障害を阻害しました。すべてのHvmyo RNAI幼虫は、第4回幼虫の段階で逮捕されました。さらに、HVSMOXのノックダウンは、腸とマルピゲの尿細管を遅らせました。さらに、JH生合成遺伝子（HVJhamt）、JH受容体遺伝子HVMET、およびJH応答遺伝子HVKR-H1の発現が大幅に増強されました。逆に、エクディスステロイド形成遺伝子（HVSPO）、20E受容体遺伝子（HVECR）および6つの20E応答遺伝子（HVBRC、HVE74、HVE75、HVE93、HVHR3、およびHVHR4）の発現レベルが有意に低下しました。HVMETのノックダウンは、HVSMOX RNAIカブトムシの負の表現型を部分的に回復しました。我々の結果は、SMOXがJHの生成、エクディスステロイド形成、臓器のリモデリングに規制的な役割を及ぼし、H。vigintioctopunctataの幼虫とプーパ層の変換の調節に貢献していることを示唆しています。
Insect development is regulated by a combination of juvenile hormone (JH) and 20-hydroxyecdysone (20E). Production of both JH and 20E is regulated by transforming growth factor-β (TGFβ) signaling. TGFβ can be classified into two branches, the Activin and Bone Morphogenetic Protein (BMP) pathways. In Drosophila melanogaster, BMP signaling is critical for JH synthesis, whereas Activin signal is required to generate the large pulse of 20E necessary for entering metamorphosis. However, to which extent the roles of these signals are conserved remains unknown. Here we studied the role of an Activin component Smad on X (Smox) in post-embryonic development in a defoliating ladybird Henosepilachna vigintioctopunctata. RNA interference (RNAi)-aided knockdown of Hvsmox inhibited larval growth, and impaired larval development. All Hvmyo RNAi larvae arrested at the fourth-instar larval stage. Moreover, knockdown of Hvsmox delayed gut and Malpighian tubules remodeling. Furthermore, the expression of a JH biosynthesis gene (Hvjhamt), a JH receptor gene HvMet and a JH response gene HvKr-h1 was greatly enhanced. Conversely, the expression levels of an ecdysteroidogenesis gene (Hvspo), a 20E receptor gene (HvEcR) and six 20E response genes (HvBrC, HvE74, HvE75, HvE93, HvHR3 and HvHR4) were significantly lowered. Knockdown of HvMet partially restored the negative phenotypes in the Hvsmox RNAi beetles. Our results suggest that Smox exerts regulative roles in JH production, ecdysteroidogenesis and organ remodeling, thus contributing to modulate the larva-pupa-adult transformation in H. vigintioctopunctata.
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