Транскрипционная регуляция генов детоксикации ксенобиотиков у насекомых: обзор

Членистоногие хорошо адаптировались к огромному разнообразию химических веществ, с которыми сталкиваются в окружающей среде. Независимо от того, являются ли эти ксенобиотики аллелохимическими соединениями растений или инсектицидами антропогенного происхождения, одним из выработанных ими способов защиты служит индукция ферментов детоксикации. Хотя повышение экспрессии ферментов детоксикации и транспортёров выведения в ответ на специфические индукторы хорошо описано, транскрипционная регуляция этих генов у насекомых пока изучена недостаточно. За последние 20 лет в исследованиях насекомых всё чаще применяли современные генетические методы, такие как РНК-интерференция, CRISPR/Cas9 и анализы с репортёрными генами, чтобы изучить геномные основы ответа на ксенобиотики; это существенно расширило наши представления о задействованных компонентах. Ксенобиотики частично распознаются различными «сенсорами ксенобиотиков», включая мембранные и ядерные рецепторы. Это запускает каскад молекулярных реакций, который в конечном итоге приводит к транслокации транскрипционного фактора в ядро. Там он распознаёт короткие последовательности, расположенные перед генами-мишенями, и связывается с ними, активируя транскрипцию. К настоящему времени показано, что у членистоногих повышение экспрессии ферментов детоксикации опосредуют несколько сигнальных путей, участвующих либо в метаболической устойчивости к инсектицидам, либо в адаптации к растениям-хозяевам. К ним относятся ядерные рецепторы AhR/ARNT и HR96, рецепторы, сопряжённые с G-белками (GPCR), CncC и MAPK/CREB. Согласно последним данным, повышение экспрессии и активация некоторых компонентов этих путей, а также полиморфизм мотивов связывания транскрипционных факторов связаны с адаптационными процессами у насекомых. Цель настоящего мини-обзора — обобщить и описать результаты последних исследований, проливающих свет на основные пути регуляции экспрессии генов детоксикации у насекомых.