1. 成果名称
GAF-dependent Chromatin Plasticity Determines Promoter Usage to Mediate Locust Gregarious Behavior.
2. 成果简介
转录因子GAF协同多个结合位点调控染色质开放性选择启动子转录，进而决定飞蝗群居行为
3.研究团队及具体成果介绍
2025年4月7日，深圳理工大学合成生物学院康乐院士团队在国际著名期刊EMBOJournal上发表题为“GAF-dependent Chromatin Plasticity Determines Promoter Usage to Mediate Locust Gregarious Behavior”的研究论文，从染色质结构性揭示了表型可塑性的表观遗传学调控机制。该工作借助DNase-seq组学技术揭示了飞蝗多型转变过程中的染色质开放性变化，发现转录因子GAGA factor（GAF）可以快速响应外界信号，通过启动子区多个功能差异的DNA结合位点协同作用，重塑了染色质开放性，并驱动了转录启动的过程。
飞蝗由于其具在群居型和散居型之间响应密度变化的互变能力，成为研究昆虫表型可塑性的重要模式系统。康乐院士团队在长期研究中解析出中枢神经系统多巴胺合成通路对于飞蝗行为可塑性的核心调控地位。但是，多巴胺合成过程是如何快速且灵活地实现飞蝗响应种群密度信号的快速转变尚不清楚。该研究通过系列实验发现调控多巴胺合成通路核心苯丙氨酸羟化酶基因henna的转录过程的重要环节，其中发现型相关的关键转录因子GAF快速调控染色质开放性，进而调控henna可变启动子转录起始的机制。研究进一步揭示即使是同一启动子内的多个GAF结合位点，其介导功能时仍各有分工，分别表现出增强转录与促进染色质开放。GAF与多个结合位点协同作用这一转录前的表观遗传调控过程为飞蝗快速启动高种群密度下的群体一致行为奠定了基础。该研究中提出一种新的昆虫行为短期适应的表观遗传调控机制，展示“转录因子通过多位点协作-染色质开放性调控-启动核心基因转录”模式，说明染色质动态在基因表达调控中的复杂性和精细性。这一研究为认识昆虫快速适应环境信号的动态变化机制研究提供了新的视角，并为开发新的害虫控制策略提出理论依据。深圳理工大学康乐院士为论文的通讯作者，中国科学院动物研究所博士研究生李潇和姜枫研究员为该研究的共同第一作者。
4.原文链接
5.成果示意图
