近日,昆虫生化与分子生物学领域经典期刊《Insect Biochemistry and Molecular Biology》在线发表了西南大学前沿交叉学科研究院生物学研究中心、西部(重庆)科学城种质创制大科学中心的最新研究成果,题为先锋因子BmFoxA通过启动子选择性调控家蚕时序基因调控网络。
研究团队整合转录组测序、染色质免疫共沉淀测序、染色质可及性测序等多组学技术,对家蚕丝腺进行时空维度的表观与转录调控研究。系统解析了家蚕先锋转录因子BmFoxA在丝腺三个关键发育时期(4龄眠期、5龄第3天、预蛹期)的全基因组结合图谱与动态调控机制,首次证实BmFoxA以先锋因子方式结合染色质,并通过精准的启动子选择性,时序调控丝腺代谢、细胞周期与发育进程,突破了其仅调控丝蛋白基因的传统认知。
结果显示,BmFoxA的染色质结合活性具有强烈时期特异性,5龄第3天结合峰数量显著高于其他时期,与丝蛋白大量合成的生理阶段高度吻合。BmFoxA具备典型先驱因子特性:约85%的结合位点位于染色质关闭或低开放区域,不依赖预先开放的染色质即可结合,并可重塑局部染色质结构,为后续转录因子结合创造条件。基于组蛋白修饰信号,精准注释家蚕数千个基因启动子,构建高置信度的启动子水平调控网络。在丝腺不同发育阶段,BmFoxA会靶向调控不同的生命活动通路,以适应阶段性生理需求:在4龄眠期主要参与能量储备物质的合成与染色质结构稳定;进入5龄第3天这一丝蛋白快速合成关键阶段,则集中调控氨基酸代谢、核糖体合成与能量代谢,为丝蛋白高效合成提供充足物质与能量保障;而到预蛹阶段,其调控重心转向蛋白降解、细胞自噬及免疫相关通路,以配合丝腺正常的程序性退化过程。

该成果不仅拓展了BmFoxA的功能范围,揭示其除调控丝蛋白以外的全局代谢编程作用,还建立了可推广的昆虫器官时序调控研究范式,为解析丝腺高效合成机制、培育高产优质家蚕品种提供关键理论与靶标资源。
西南大学张权、孙悦婷为论文共同第一作者,夏庆友教授为通讯作者。研究得到国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费、重庆市自然科学基金及重庆市技术创新与应用发展专项等项目资助。
文章链接:https://doi.org/10.1016/j.ibmb.2026.104534