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当昆虫受到微生物感染后，体内会被诱导产生一系列的小分子活性多肽--抗微生物肽(AMPs)。在黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)中，目前已发现鉴定的AMPs有7种。其中Drosomycin等4种AMPs存在数目不等的同系物(isoforms)基因成员，构成该种AMPs的“多基因家族”(multigenefamily)(简称“基因家族”)。
黑腹果蝇的Drosomycin(Drs)是第一个从昆虫中鉴定的抗真菌肽(AFP)，它只对丝状真菌有抗菌活性，而对细菌和酵母没有活性。在黑腹果蝇基因组中，有1个成员Drs、Drs-lD、Drs-lE、Drs-lF、Drs-lG、Drs-lC和Drs-lI共同构成Drs基因家族。前期研究表明黑腹果蝇的Drs基因家族成员之间存在明显的抗真菌活性差异，其中Drs的抗菌谱最广，Drs-II则对供试的菌种没有抗菌活性，其它5个成员显示差异的抗菌谱。
为深入研究果蝇Drs基因家族的免疫诱导模式及其遗传调控机制，本文进行了以下几个方面的研究：(1)分析Drs基因家族成员在11种果蝇基因组中的分布及分子进化；(2)通过常规RT-PCR和实时荧光定量RT-PCR(Fluoresencequantitative real time RT-PCR)方法，检测分析黑腹果蝇成虫中Drs基因家族的转录表达差异，揭示它们抗菌活性差异与免疫诱导活性差异的关系；(3)通过对Drs基因家族上游启动子及相关转录调控元件的实验和分析，初步探讨Drs基因家族的免疫诱导活性与上游调控元件的关系；(4)对果蝇Toll途径下游转录因子Dif和其功能结构域RHD进行克隆表达，获得与NF-kB位点结合实验的靶蛋白，采用电泳迁移率变动分析(EMSA)方法，初步鉴定Drs基因上游与免疫诱导活性相关的NF-kB位点。
本文研究获得的主要结果如下：
1.除了黑腹果蝇D.melanogaster存在Drs基因家族的7个成员外，在D。simulans、D.yakuba、D.erecta、D.sechellis和D.ananassae5个种的基因组中也存在4～7个数目不等的Drs基因家族成员。到目前为止发现的Drosomycin或Drosomycin-like序列均来自于果蝇属(Drosophila genus)的melanogaster种群(melanogaster species-group)。从DNA序列相似性角度分析，这些基因成员可以分成2大枝，第1枝由Drs-lD、Drs-lE和Drs-lF组成，包括D.triauraria中的tri-Drs-lA/B；第2枝Drs、Drs-lC、Drs-lG和Drs-lI组成，包括了D.ananassae的ana-Drs-la，ana-Drs-le，ana-Drs-lc和ana-Drs-lb，表明两大枝的分化事件早于melanogaster种群各种亚群分化之前，而各种亚群分化后又发生了这两枝中个基因成员的分化，而当各成员分化完毕后才发生了melanogaster种亚群(melanogasterspecies-subgroup)中五个物种的物种分化。
2.用4种细菌和6种真菌对黑腹果蝇成虫进行免疫诱导处理，在常规RT-PCR初步检测Drs基因家族成员转录活性的基础上，进一步用大肠杆菌(E.coli K12D31)、金黄葡萄球菌(S.aureus)和尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)对黑腹果蝇成虫进行免疫诱导，采用实时荧光定量RT-PCR检测Drs基因家族的基础转录活性和诱导转录活性，结果表明：(1) Drs基因具有最强的基础转录活性，微生物免疫诱导后可显著加强其表达；(2) Drs-lF有较强的基础转录活性，但创伤刺激和微生物的诱导不能上调Drs-lF的表达；(3)Drs-lG、Drs-lD和Drs-lE具有微弱的基础转录活性，创伤刺激可诱导基因的表达上调，但供试微生物的免疫诱导不能使基因的表达上调；(4) Drs-lC和Drs-lI既无基础转录活性，也无诱导转录活性。结合课题组前期关于“黑腹果蝇Drs基因家族中Drs的抗菌谱最广”的研究结果，推测Drs在黑腹果蝇Drs基因家族的免疫防御中发挥主导作用。
3.通过对黑腹果蝇Drs基因家族上游启动子的搜索，发现除Drs-lC外，在其他6个基因上游-150bp内均可搜索到1～2个核心启动子元件。通过5RACE实验，确定了Drs、Drs-lD、Drs-lE、Drs-lF和Drs-lG的转录起始位点，没有鉴定到Drs-lC和Drs-lI的转录起始位点，推测Drs-lC和Drs-lI不存在起主导作用的转录起始位点。根据Drs-lI对供试菌无抗菌活性和Drs-lC和Drs-lI在黑腹果蝇体内无转录活性，推测这2个基因为假基因或正在向假基因方向发展。
4.通过对黑腹果蝇Drs基因家族上游NF-kB/Rel、GATA、NF-IL6 RE和ICRE等顺式调控元件的搜索分析，发现具有创伤刺激或微生物免疫诱导活性的Drs、Drs-lD、Drs-lE和Drs-lG基因的上游均存在NF-kB位点，而不存在NF-kB位点的Drs-lF、Drs-lC和Drs-lI则丧失了免疫诱导活性，暗示NF-kB位点与Drs基因家族的免疫诱导特性直接相关。
5.根据Dif转录因子与NF-kB位点的结合可能在果蝇成虫阶段促进Drs基因家族诱导表达活性的推理，克隆表达了果蝇Dif的Rel同源功能区(Rel homologydomain，RHD)，获得用于检测NF-kB位点的靶蛋白。采用EMSA技术，在Drs基因的上游靠近转录起始位点的位置鉴定到一个NF-kB位点，该位点可能参与了Drs基因免疫诱导的转录调控。