Advanced Science | 杨美玲团队破解“生命蜕变的密码：m⁶A修饰驱动相分离调控飞蝗生命换装”

《蜕》

旧壳是逝光订制的束衣，

新躯是成长签署的契约。

苍皮新长迎接涅槃，

拒绝破茧封印琥珀。

看那风中的脱蜕，

悬挂生命的铭旌，

每道裂痕都在诉说：

蜕变，或死亡。

昆虫蜕皮是其生长发育过程中必不可少的关键环节。昆虫必须通过周期性蜕皮来摆脱限制身体生长的旧外骨骼，每次蜕皮都像是一次“重生”，昆虫如何在极短时间内精妙而又高效地完成蜕皮，一直是昆虫生理与分子生物学研究的核心课题之一。首都师范大学杨美玲团队长期致力于昆虫蜕皮调控机制的研究，旨在揭示这一复杂生理过程的关键分子开关。2016年，杨美玲在PLoS Genetics以封面论文发表重要发现，证实两个miRNAs通过精准调控表皮几丁质代谢通路的关键基因，影响昆虫蜕皮进程。如今，该团队又取得新的突破，成功破解了蜕皮激素与表皮几丁质代谢之间的调控“黑匣子”，揭示了m6A修饰驱动相分离调控飞蝗蜕皮的分子机制。这些成果为实现精准调控害虫蜕皮、推动害虫绿色可持续防控提供了重要突破方向。

北京时间2025年7月28日，首都师范大学生命科学学院杨美玲教授团队在Advanced Science在线发表了题为

Dynamic eIF3-S6 phase separation switch instructed by m

6

A modification drives the molting of locusts

神秘的“m6A标记”

该研究系统分析了生物体内4种常见RNA表观遗传修饰（m1A、m7G、m5C和m6A）与蜕皮过程的关联性。在飞蝗蜕皮相关基因中，仅有m6A修饰水平与其mRNA表达量呈显著正相关：当飞蝗从蜕皮前期进入蜕皮期时，蜕皮相关mRNA的m6A修饰水平下降，其表达量也伴随着显著降低。进一步沉默m6A甲基转移酶（writers）降低体内整体m6A水平后，飞蝗因新表皮合成障碍和旧表皮降解受阻而死亡。这项发现首次阐明了m6A动态修饰像精准的“蜕皮计时器”，通过调控关键基因的表达，指挥飞蝗完成“生命换装秀”。

通过整合MeRIP-seq与RNA-seq分析，共鉴定出353个具有m6A修饰的表皮发育相关基因。其中，蜕皮激素受体EcR和几丁质酶Cht10这两位“m6A修饰明星”——它们如同精准的“拆建工程师”，负责指挥新角质层的建造和旧角质层的拆除。正是这些黄金搭档基因的精妙配合，才让昆虫能够顺利完成高风险、高精度的“蜕皮改造工程”。

该研究鉴定到一个关键的m6A阅读蛋白eIF3-S6，它能够特异性识别并结合蜕皮调控基因EcR和Cht10上的m6A修饰位点。通过GLORI-seq测序和位点特异性突变实验，精确确定了eIF3-S6与EcR基因A335位点及Cht10基因A7589位点的结合。值得注意的是，eIF3-S6的表达趋势与EcR和Cht10高度一致，进入蜕皮期时，它们的表达水平均会下降。沉默eIF3-S6后，EcR和Cht10表达水平急剧下降，引起新旧表皮代谢受阻，最后导致飞蝗几乎全部死亡。这项突破性发现揭示了m6A阅读蛋白eIF3-S6如何通过识别特定“密码位点”，像一位精准的“蜕皮调度员”一样指挥飞蝗完成“换装”。

关键时刻的“保护泡泡”

非常有趣的是， eIF3-S6在脱皮过程中具有液-液相分离（LLPS）特性。进一步通过m6A免疫沉淀（MeRIP）实验发现在蜕皮期的表皮细胞中，eIF3-S6与EcR和Cht10相互作用，并共定位于凝聚体颗粒中。当向飞蝗中注射相分离抑制剂1,6-己二醇后，表皮细胞中eIF3-S6凝聚体颗粒数量显著减少。mRNA半衰期实验发现，eIF3-S6颗粒的缺失导致EcR和Cht10 mRNA的稳定性降低，最终引发飞蝗蜕皮异常并死亡。这些结果首次发现：eIF3-S6就像个“分子保镖”，通过形成保护性凝聚体为蜕皮关键mRNA撑起防护罩，这个精妙的分子保护机制，正是飞蝗成功蜕皮的关键所在。

当飞蝗进入蜕皮期时，m6A修饰水平下降，此时eIF3-S6通过液-液相分离（LLPS）立即启动“应急保护程序”——它像魔法水珠一样形成“保护性凝聚体”，将EcR和Cht10 这两个关键蜕皮基因的mRNA牢牢护在其中。然而，如果在蜕皮期人为提高m6A修饰水平（如注射甲基供体SAM），或抑制eIF3-S6的相分离（如注射1,6-己二醇），都会破坏这种保护机制，导致EcR和Cht10 mRNA表达量下降，最终使飞蝗蜕皮异常并死亡。这一结果表明，m6A标签的“潮起潮落”与eIF3-S6的“泡泡保护”就像配合默契的舞伴，通过精妙的此消彼长，确保蜕皮基因在正确的时间保持稳定，让飞蝗能够完美完成这场危险的“生命蜕变”。

精妙的生命智慧

在蜕皮前期，m6A修饰作为基因的“智能开关”，精确调控蜕皮基因的时序表达。然而到了蜕皮期，m6A修饰水平下降，导致蜕皮调控基因（EcR和Cht10）的mRNA趋于降解。此时，eIF3-S6调用特殊能力——通过识别EcR和Cht10 mRNA上的m6A标记，像“油滴入水”一样，把它们拉进这些“小液滴”里保护起来。这种“隔离”作用维持了EcR和Cht10 mRNA的稳定性，使其在m6A修饰水平低的情况下仍然能维持足够的量，确保蝗虫顺利蜕皮（图1）。

这一精妙的调控机制，堪比智能手机的“超级省电模式”——当电量告急（m6A修饰减少）时，系统启动保护模式（eIF3-S6相分离），选择性维持核心功能（蜕皮基因）的运转。该研究不仅破解了昆虫蜕皮的分子密码，更揭示了生命体在关键时期“节能保命”的智慧策略。

图1 m6A修饰驱动相分离发生调控飞蝗蜕皮

首都师范大学生命科学学院2021级硕士研究生胡志豪、周宇和首都师范大学生命科学学院王慧敏博士为本研究的共同第一作者；首都师范大学生命科学学院杨美玲教授与中国科学院动物研究所郭晓娇副研究员为共同通讯作者。该研究得到了中国科学院动物研究所康乐院士的全程指导。

原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202510505

制版人： 十一

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