斑马鱼akt3 基因的克隆及其表达图谱与过表达分析

采用RT-PCR 和RACE 相结合的方法, 克隆得到了斑马鱼的akt3/pkb 基因, 其cDNA 全长为2874 bp,编码479 个氨基酸。斑马鱼akt3 具有akt 家族成员间保守的PH 结构域、催化活性结构域和调节结构域以及两个保守的磷酸化位点Thr305 和Ser472。与已发表的人、大鼠、小鼠的akt3 氨基酸序列比较, 相似性分别为95.8%、94.7%和95.4%。对斑马鱼早期胚胎进行RT-PCR 检测显示, akt3 在0-4hpf(hours post fertilization)含量水平较高, 6hpf 到12hpf 降低至较低水平, 16hpf 后表达量开始逐渐上升, 60hpf 至96hpf 则稳定在较高水平。原位杂交结果表明: akt3 在2hpf 至96hpf 的胚胎中整体都有表达, 没有组织特异性。在成鱼中, 除鳃部外, akt3 在所检测的其他各组织器官中均有表达, 在脑部和卵巢表达量较高; 利用显微注射持续表达myr-akt3 mRNA 研究其功能充分性时结果显示, 过量表达斑马鱼akt3 mRNA 能使斑马鱼胚胎发育滞后且伴随着尾部短粗、体节模糊、尾末端膨大甚至严重缩短等不同程度畸形。而在斑马鱼myr-akt3 注射组发育至24hpf 时观察(以排除akt3 造成的发育延迟的影响), 发现注射过akt3 的斑马鱼胚胎的脑部厚度较对照组显著增大, 表明akt3 对斑马鱼胚胎脑部尺寸发育有影响。       

鲫Kaiso基因cDNA的克隆和表达分析

在爪蟾和斑马鱼中, Kaiso是一种在整个基因组范围内与甲基化CpG序列特异性结合的转录抑制因子, 在调控被甲基化基因表达的时间模式中起重要的作用。为深入研究DNA甲基化对我国重要养殖鱼类生殖和发育的影响, 我们克隆了鲫Kaiso基因的cDNA序列, 并对其时空表达模式进行了分析。该cDNA全长3145 bp, 5′-非翻译区132 bp, 3′-非翻译区1117 bp, 开放阅读框1896 bp, 编码631个氨基酸。鲫Kaiso蛋白与其他物种Kaiso蛋白的同源性分析表明, 与其他物种一样, 其 N端和C端分别有高保守性的BTB/POZ结构域和锌指结构域。整胚原位杂交结果显示, Kaiso mRNA在早期胚胎发育的各个时期均广泛表达, 信号均一, 但从尾芽期开始出现组织特异性表达差异。对不同发育阶段胚胎的实时定量PCR检测结果表明: 卵子中有高丰度的母源Kaiso mRNA存在; 在卵裂期至囊胚中期胚胎中Kaiso mRNA的丰度逐渐降低; 从囊胚中期至原肠早期都维持在最低水平状态; 原肠后期其表达水平又逐渐升高, 至尾芽期达到与未受精卵中相当的高水平后在器官发生期的整体水平又稍有下降。Kaiso mRNA丰度在胚胎发育早期的这种变化过程提示在卵裂期检测到的mRNA可能都是母源mRNA, 合子核Kaiso基因可能是在囊胚晚期后才开始转录。对成体不同组织的实时定量PCR检测结果表明Kaiso的表达存在明显的组织特异性差异, 在鲫肌肉、视网膜、心脏和脑中表达水平较高, 而在肾、胰、肝等器官中表达水平很低。Kaiso表达的时间和组织特异性提示其作为甲基化基因的转录抑制因子参与了胚胎和成体基因表达时空模式的调控。这些结果为进一步研究Kaiso和DNA甲基化修饰在鲫发育调控和遗传育种中的作用提供了基础资料。     

PP2A-A/在金鱼及斑马鱼发育中的分化表达模式

以金鱼和斑马鱼为研究对象,运用RT-PCR和Western Blot技术分析蛋白磷酸酶2A(PP2A)结构亚基A(PP2A-A/)在金鱼、斑马鱼成体9种组织和12个发育时期胚胎中mRNA和蛋白水平的表达情况,得到其分化表达模式为:(1)在mRNA水平上,PP2A-A/在金鱼、斑马鱼9种组织中具有较强表达;种属差异性和组织差异性均较大;结构亚基A的两亚型A和A的表达存在差异。(2)在蛋白水平上,PP2A-A/在金鱼、斑马鱼9种组织中均有表达;种属差异性不大但出现明显的组织差异性。(3)PP2A-A/mRNA在金鱼和斑马鱼卵裂期到囊胚期胚胎中大量存在,PP2A-AmRNA在金鱼眼色素期量剧增推测其对金鱼眼色素的形成至关重要。(4)PP2A-A/基因在金鱼、斑马鱼12个发育时期胚胎中均有较高水平的蛋白存在,提示其为维持胚胎的正常发育发挥重要作用。       

斑马鱼Z-OTU蛋白在卵子发生和胚胎发育早期的表达(英文)

斑马鱼z-otu基因编码的蛋白可能具有DUBs活性,它包含OTU和TUDOR结构域,属于OTU相关蛋白酶家族的成员。该研究将原核表达的融合蛋白(OTU结构域和GST)纯化后免疫新西兰兔,获得多克隆抗体anti-Z-OTU,并利用该抗体对Z-OTU蛋白质在斑马鱼卵子发生和早期胚胎发育过程中的表达进行了分析。根据原位和整体免疫组织化学检测结果并结合以前的研究结论,分析并比较了z-otu基因的mRNA和蛋白质的分布,发现在卵子发生和早期胚胎发育过程中,z-otu基因的mRNA和蛋白质表达模式存在明显差异:mRNA仅在卵子发生早期表达,卵母细胞受精后才重新开始表达,而其蛋白在卵子发生过程中均表达;在卵子发生过程中,mRNA分布于细胞质中,而蛋白质先分布于细胞核中,然后向细胞质迁移,接着又向卵母细胞生发泡(germinal vesicle,GV)集中。推测Z-OTU蛋白类似于其他具有去泛素化酶活性的OTU相关蛋白酶,对于卵母细胞减数分裂过程中生发泡破裂、生发泡迁移及维持胚胎的分裂是必需的。     

斑马鱼 HO1 基因的表达特征及功能研究简

实验对血红素加氧酶1(HO1)在斑马鱼发育中的功能进行了研究。多重序列比对结果显示,斑马鱼HO1与哺乳类、鸟类及其他鱼类的HO1氨基酸序列的总体相似性为44.1%—86.8%,血红素结合标签相似性为87.5%—95.8%。对斑马鱼早期胚胎和成鱼各组织进行RT-PCR检测,结果显示HO1转录本母源存在,HO1mRNA的表达水平在尾芽期前较低,到咽囊期迅速上升并稳定在较高水平。HO1基因在斑马鱼成鱼多个组织中均有表达,在肝脏、脾、鳃、肾中的表达量较高。WISH结果显示,HO1基因在斑马鱼胚胎的卵黄合胞层、眼和血液中的表达量较高。利用超表达和基因敲降技术发现,注射HO1 mRNA使HO1基因过表达对斑马鱼早期胚胎发育无明显影响。注射HO1 MO使HO1基因表达抑制可导致斑马鱼胚胎出现发育迟缓、围心腔水肿、尾部消失等不同程度的畸形。HO1 MO导致的斑马鱼胚胎发育异常可被HO1 mRNA回复。利用Real-Time PCR研究发现,HO1基因表达抑制可导致IGF1表达量显著下降,IGFBP1表达量显著升高。这些结果表明斑马鱼HO1基因可通过调节IGF信号途径调控胚胎的正常发育。     

人干细胞转录因子Nanog和BTB/POZ家族蛋白NAC1的相互作用

目的：研究人干细胞转录因子Nanog和BTB/POZ家族蛋白NAC1的相互作用,并初步确定作用区域。方法：应用免疫共沉淀、GSTpull-down实验验证人Nanog与NAC1的相互作用。结果：人Nanog与NAC1能够相互作用,且NAC1的BTB/POZ结构域对于二者相互作用是必需的。结论：人Nanog和NAC1在体内、外均能形成复合物,二者的相互作用对于人胚胎干细胞的自我更新及肿瘤的发生可能具有重要的作用。     

斑马鱼胚胎发育过程中TGF-1基因的表达特征分析

为研究转化生长因子 (Transforming growth factor , TGF)1对斑马鱼胚胎发育的调控作用, 通过NCBI获得TGF-1基因序列, TGF-1 cDNA全长1571 bp, 编码377个氨基酸。系统进化树分析发现, TGF-蛋白按照不同的类型严格聚类, 斑马鱼TGF-1与其他鱼类的TGF-1聚集到一个分支, 在进化中非常保守。对斑马鱼胚胎进行RT-PCR和Real-Time PCR检测显示, TGF-1基因为母源表达基因, 在分节期之前的表达水平比较低, 而从咽囊期开始持续高水平的表达。胚胎整体原位杂交发现, TGF-1基因在斑马鱼24 hpf 胚胎中开始有特异信号出现, TGF-1基因的表达主要分布在腮弓、侧线原基、耳囊、嗅觉基板、心脏和前肾等处, 表明TGF-1基因可能参与斑马鱼胚胎免疫调节、循环系统发育和侧线形成。用低氧处理斑马鱼胚胎, 发现低氧处理24h后斑马鱼胚胎发育延迟。利用Real-Time PCR和胚胎整体原位杂交检测发现, 低氧处理后发育延迟的斑马鱼胚胎中TGF-1 mRNA表达量较常氧组显著降低。以上结果表明, TGF-1基因参与斑马鱼胚胎发育调控, 并且可能与低氧处理后斑马鱼胚胎发育延迟有关。研究结果将为深入研究斑马鱼TGF-1基因的功能奠定基础。       

小鼠BTB/锌指结构新基因Bsg6的克隆及表达谱分析

Bsg6 (brain specific gene 6) 是用消减差异筛选的方法克隆的小鼠头部特异表达 新基因. Bsg6基因cDNA长3 871 bp,编码一个670个氨基酸残基的蛋白,GenBank 登录号AY635051,位于小鼠第4号染色体,由2个外显子构成. Bsg6蛋白含有一个N端BTB（Broad complex, Tramtrack, and Bric a brac）结构域和两个C端C２Ｈ２型锌指结构域. 小鼠Bsg6蛋白与其在人类和鸡中同源蛋白的同源性分别为86.2%和79.1%. Bsg6在小鼠胚胎中的表达具有一定动态性,在E8.5的小鼠胚胎中,Bsg6主要在前脑和神经管表达. 在E9.5的小鼠胚胎中,Bsg6的表达明显增强并主要集中在前脑的端脑部. Bsg6在E10.5小鼠胚胎端脑的表达出现了下降,但是在中脑和后脑的表达增加,此外,Bsg6 mRNA的表达还出现在肢芽和尾部. 在HH10期的鸡胚中,Bsg6主要在头部和神经管前端表达. Northern杂交结果显示,Bsg6在很多小鼠成体组织中没有表达,但是在破骨细胞瘤中高表达. Bsg6的表达谱提示,Bsg6可能是在器官形成期对脑的发育起到重要作用的转录因子,而且其表达受到严格的调控,此外Bsg6还能与肿瘤的发生有关.     

斑马鱼HO1基因的表达特征及功能研究

实验对血红素加氧酶1（HO1）在斑马鱼发育中的功能进行了研究。多重序列比对结果显示,斑马鱼HO1与哺乳类、鸟类及其他鱼类的HO1氨基酸序列的总体相似性为44.1%86.8%,血红素结合标签相似性为87.5%95.8%。对斑马鱼早期胚胎和成鱼各组织进行RT-PCR检测,结果显示HO1转录本母源存在,HO1 mRNA的表达水平在尾芽期前较低,到咽囊期迅速上升并稳定在较高水平。HO1基因在斑马鱼成鱼多个组织中均有表达,在肝脏、脾、鳃、肾中的表达量较高。WISH结果显示,HO1基因在斑马鱼胚胎的卵黄合胞层、眼和血液中的表达量较高。利用超表达和基因敲降技术发现,注射HO1 mRNA使HO1基因过表达对斑马鱼早期胚胎发育无明显影响。注射HO1 MO使HO1基因表达抑制可导致斑马鱼胚胎出现发育迟缓、围心腔水肿、尾部消失等不同程度的畸形。HO1 MO导致的斑马鱼胚胎发育异常可被HO1 mRNA回复。利用Real-Time PCR研究发现,HO1基因表达抑制可导致IGF1表达量显著下降,IGFBP1表达量显著升高。这些结果表明斑马鱼HO1基因可通过调节IGF信号途径调控胚胎的正常发育。       

斑马鱼ca15b的克隆及在原始生殖细胞中的特异表达简

高保真PCR克隆获得了ca15b基因的全长,利用胚胎整体原位杂交等技术研究了ca15b基因在斑马鱼早期发育过程中的动态表达。结果发现,ca15b在斑马鱼早期发育过程中存在显著的原始生殖细胞(Primordial germ cell,PGC)特异表达模式。ca15b是一个母源性表达的基因:在分裂期的胚胎中,其mRNA集中分布于位于分裂沟的生殖质(Germ plasm);从囊胚期开始,可以观察到其在PGC中的特异表达;在原肠胚中,其mRNA在体细胞中急剧降解,仅特异表达于PGC,这一表达特征一直持续到受精后1d的胚胎。将体外合成的包含5′UTR和3′UTR的ca15b全长mRNA注射到斑马鱼胚胎后,仅能增强原肠期之前胚胎中ca15b的整体杂交信号;在原肠胚期之后,注射的mRNA在体细胞中快速降解。这提示在ca15b mRNA上可能存在某种转录后调控其在早期胚胎体细胞中降解而在PGC中稳定存在的机制。     

Remote homologue identification of Drosophila GAGA factor in mouse

GAGA factor (GAF) is involved in both gene activation and gene repression and plays a role in the modulation of chromatin structure. In Drosophila, Trithroax like (Trl) gene encodes the DNA binding protein called GAGA factor (GAF). Trl-GAF binds to GAGA sites through its C2H2 zinc finger domain and has an N-terminal BTB/POZ domain. Identification of Trl-GAF homologue in mouse helps in deeper understanding of the mechanism and function. Conventional alignment tools such as BLAST and FASTA cannot identify homologues in mouse genome as their sequence identity is below 30%. In the present study, various sequence and structure analyses were followed for the detection of remote homologues of Drosophila GAGA FACTOR in mouse to identify as Zbtb3. Through homology modeling and docking approach, the zinc finger region of mouse Zbtb3 showed conserved residues and favorable DNA binding sites with GAGA sites similar to that of Drosophila GAGA FACTOR.     

The BTB domain of bric à brac mediates dimerization in vitro.

The gene bric à brac (bab) is required for the proper development of the limbs and ovary in Drosophila melanogaster. bab encodes a BTB domain (also called a POZ domain), an approximately 115-amino-acid conserved motif found primarily in the N termini of zinc finger proteins. In this paper, we show that the BTB domain of bab can mediate protein dimerization in vitro. In addition, we demonstrate that the first 51 amino acids of the bab BTB domain are sufficient for dimerization, and we identify amino acids within this region that are required for binding.     

A novel zebrafish kelchlike gene klhl and its human ortholog KLHL display conserved expression patterns in skeletal and cardiac muscles

In this study, a novel gene, kelchlike (klhl) was identified in zebrafish by whole-mount in situ hybridization screen for important genes involved in embryogenesis. A full-length klhl cDNA was cloned and characterized. We found that klhl was a member of the kelch-repeat superfamily, containing two evolutionary conserved domains--broad-complex, tramtrack, bric-a-brac/poxvirus and zinc finger (BTB/POZ) domain, and kelch motif. Database mining revealed the presence of putative orthologs of klhl in human, mouse, rat, and pufferfish. klhl was determined to map to zebrafish linkage group (LG) 13 and was found to be syntenic with the proposed orthologs of klhl in human, mouse, and rat. In an effort to elucidate the function of klhl, klhl expression was investigated by Northern blot analysis and in situ hybridization. klhl is specifically expressed in the fast skeletal and cardiac muscle. Northern blot analyses show that the human ortholog, KLHL, is also specifically expressed in the skeletal muscles and heart. In silico analyses of rat expressed sequence tag (EST) clones corresponding to rat Klhl ortholog also indicate that its expression is also restricted to rat muscle tissues, suggesting a conserved role of klhl in vertebrates. The expression pattern of klhl, as well as the presence of the kelch repeats indicates a possible role for Klhl in the organization of striated muscle cytoarchitecture.