近日，学院昆虫分子生态学创新研究团队在昆虫学Top期刊Insect Biochemistry and Molecular Biology在线发表了题为“circ-379-miR-3050-DNAH3/RNF8 axis modulates wing development in Aphis citricidus (circ-379-miR-3050-DNAH3/RNF8信号轴调控褐色橘蚜翅发育）”的研究论文。该研究发现了环状RNA circ-379作为“分子海绵”吸附miR-3050，进而影响靶基因DNAH3和RNF8的表达，从而参与褐色橘蚜Aphis citricidus翅发育过程。研究结果发现了circRNA在调控昆虫发育中的潜力，有助于获得新的小分子RNA控制剂靶标，为蚜虫类害虫的防控提供新视角。
翅是蚜虫扩散、爆发成灾及传播植物病毒的重要基础。circRNA作为一种新发现的非编码RNA，已经被证实可以通过转录后的调控来参与各种生理过程，然而circRNA在昆虫翅发育中的作用仍然未知。通过构建褐色橘蚜翅发育相关的circRNAs文库，筛选到在四龄有翅若蚜向有翅成蚜发育过程中唯一上调的circ-379。通过RT-PCR技术和Sanger测序构建了circ-379的环状结构。利用特异性siRNA沉默circ-379导致蜕皮后的成虫翅畸形比例显著升高（图1）。
图1 circ-379环状结构及功能解析
双荧光素酶报告系统和RNA pull down实验分别在离体和活体层面发现circ-379能够与miR-3050结合，抑制miR-3050能够挽救因circ-379沉默导致的翅畸形。过表达miR-3050发现了与沉默circ-379时观察到的相类似的表型。研究结果进一步表明circ-379作为miR-3050的分子海绵在翅发育中发挥作用（图2）。
图2 circ-379作为miR-3050的分子海绵参与翅发育过程
生物信息学预测、表达谱分析、双荧光素酶报告系统以及RNA pull down实验表明，miR-3050靶向dynein axonemal heavy chain 3（DNAH3）和E3 ubiquitin-protein ligase RNF8-B-like（RNF8），RNA干扰抑制DNAH3和RNF8的表达导致翅畸形比例升高（图3）。
图3 miR-3050靶向DNAH3和RNF8
通过系统研究，该论文发现，circ-379吸附miR-3050从而调节DNAH3和RNF8的表达，而这两者对于翅的正常发育至关重要。在正常情况下，miR-3050被高表达的circ-379吸附，从而降低其对靶基因（DNAH3和RNF8）的抑制作用，这种相互作用确保了这些基因的正常表达水平和翅发育。相反，抑制circ-379会减少其与miR-3050的结合，使miR-3050能够更有效地抑制靶基因，进而导致褐色桔蚜翅发育畸形（图4）。
图4“circ-379-miR-3050-DNAH3/RNF8”轴调控褐色橘蚜翅发育分子模型
学院2023级硕士研究生刘玉晶和2024级博士研究生卢金明为论文共同第一作者，王进军教授和尚峰副教授为论文通讯作者。研究工作得到国家自然科学基金、重庆市自然科学基金、中国科协青年人才托举工程，以及西南大学研究生创新计划等项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ibmb.2025.104393
撰稿：刘玉晶 尚峰
初审：黄垭飞
二审：牛金志
终审：蒋红波
