斑马鱼窖蛋白-1基因cDNA克隆及功能初步研究

窖蛋白-1(Cav-1)是胞膜窖的主要结构蛋白, 可与多种信号分子相互作用, 调节细胞的增殖、分化和凋亡, 其异常表达与多种人体疾病的发生和发展密切相关, 而在斑马鱼发育中的功能尚不很清楚。研究克隆出斑马鱼窖蛋白-1基因两个亚型的全长cDNA, 与其他物种窖蛋白-1的氨基酸序列进行比较, 发现该蛋白在脊椎动物中非常保守。利用逆转录多聚酶链反应检测发现, 在斑马鱼多个成年组织中窖蛋白-1的两个亚型均有转录表达。利用胚胎整体原位杂交检测组织或器官特异基因的时空表达变化发现, 过表达或利用Morpholino反义寡聚核苷酸(MO)抑制cav-1α的表达可影响脊索和体节的发育, 而过表达或MO抑制cav-1β可导致肝脏发育的异常;此外, 过表达或MO抑制cav-1α或-1β均可影响斑马鱼神经系统的发育。因此, 斑马鱼Cav-1在维持组织器官的生理功能和调控胚胎的正常发育中起着重要作用。       

蛭态轮虫中国新记录种及其研究展望

轮虫动物门蛭态亚纲轮虫由于其严格的孤雌生殖和低湿休眠特性而成为吸引各领域学者研究的重要类群。研究对2018年在珠海万山群岛采集的苔藓样品进行观察, 发现蛭态轮虫中国新记录种环颈敖突轮虫Otostephanos torquatus Bryce, 1913。目前国内缺少对该蛭态轮虫的详细形态描述, 文章通过对该种的形态观察以及咀嚼器扫描电镜拍摄, 阐述环颈敖突轮虫的主要分类特征。该物种重要分类依据为内腔里含有食物泡, 轮盘带有特殊环状结构, 上唇裂片呈三角形及裂片高度低于头冠高度, 咀嚼器齿式7/7。通过检测该轮虫的CO Ⅰ序列, 与基因库中已有同科同属相似种的CO Ⅰ基因序列聚类对比, 证明了该种属于敖突轮属的遗传位置。相较于其他国家对蛭态轮虫的研究成果及其在进化研究中的重要地位, 我国学者应该加强对蛭态轮虫的研究探索。     

鱼类精子携带的外源基因导入

将鲤鱼（或泥鳅）精子在保存液内与人生长激素（ｈＧＨ）重组质粒ＤＮＡ保温,再与鲤（或泥鳅）卵受精。由此发育的鱼苗经ＤＮＡ分子杂交和ＰＣＲ检测证明,３３．３％（或３７．０％）的个体带ｈＧＨ基因,其拷贝数在４—１５０／细胞之间。在一定条件下,精子可作为携带外源基因的载体,通过受精作用产生转基因鱼。     

鱼类低温应激反应的调控机制

鱼类遭受低温胁迫易产生分子、细胞和组织损伤, 甚至导致个体死亡。鱼类机体细胞感受到低温刺激后, 通过多种应激通路将低温信号传递至细胞核, 启动低温应激反应, 建立新的胞内稳态, 从而增强抗寒能力。低温可激活鱼类内分泌系统释放皮质醇和甲状腺素等激素, 调控代谢、渗透压和免疫反应, 最终引起生理和行为变化。鱼类低温应激反应受表观遗传修饰、转录和翻译、前体RNA可变剪接和蛋白质翻译后修饰等多层级的复杂调控。目前, 采用多组学技术已经鉴定到大量与低温响应相关的效应基因和调控通路。研究表明, 能量代谢和抗氧化应激反应在鱼类抗寒能力的建成起着重要作用。其他环境因子(如低氧和盐度)及鱼体生理状态(如饥饿和营养)也影响鱼类对低温刺激的反应和抗寒能力。鉴定抗寒相关的分子标记并解析其关联基因的作用机制对鱼类的抗寒育种具有重要意义。     

人生长激素和转移的人生长激素基因对去垂体鱼的生长代偿效应

通过显微注射技术,将小鼠重金属螯合蛋白(MT-1)基因启动顺序与人生长激素基因顺序的重组体pMThGH注入鲤鱼(Cyprinus carpio)的受精卵内,由此发育的转基因鱼及其后代F1和F2均显示出快速生长效应。去垂体后,转基因鲤鱼F2持续生长,而非转基因鲤鱼和鲫鱼(Carassius auratus)的生长停止。给去垂体的鲫鱼腹腔注射生物合成的人生长激素(hGH),可恢复其生长。实验结果表明,转基因鱼体内表达和体外生物合成的hGH均能代偿鲤鱼和鲫鱼的内源生长激素并刺激去垂体鱼的生长。     

实验用鱼遗传质量控制及标准化

在遗传学及其他生命科学研究领域, 实验用鱼已成为一类应用越来越广的实验动物, 但是尚缺少标准化的质量控制标准和监管。在我国, 实验动物实行严格的许可证制度和质量监督制度。实验用鱼遗传质量控制标准是实验用鱼质量控制的基础。为了规范实验用鱼的遗传质量, 避免实验用鱼种质退化、遗传漂移, 导致实验结果误差, 开展了本标准的研究。依据《实验动物管理条例》, 参考国内外实验用鱼遗传学相关的研究成果, 结合我国实验用鱼生产和使用的实际情况, 在全面收集、分析实验数据和广泛征询专家意见的基础上, 以实验用斑马鱼和剑尾鱼遗传质量控制为规范对象, 研究制定了实验用鱼遗传质量控制标准, 供科研工作者参考、讨论。本标准对实验用斑马鱼和剑尾鱼的遗传分类及命名原则、实验用鱼的繁殖方法、近交系和封闭群的遗传质量监测进行了规范。新标准将为实验用鱼的使用和管理提供理论支撑。     

温度刺激对斑马鱼仔鱼基因转录表达的影响

许多优良鱼类养殖品种不耐低温或高温的特点给水产养殖业带来诸多限制和困难,这些鱼类在胚胎和仔鱼等早期阶段的抗寒和抗热能力比成体更差,育苗过程中很容易受到温度突然变化的影响。虽然目前利用基因芯片技术已研究了温度刺激对几种鱼类成体组织中基因表达的影响,但温度刺激对仔鱼基因转录表达的影响还未见报道。研究以斑马鱼受精后96h的出膜仔鱼为实验材料,分别在低温(16℃)和高温(34℃)条件下处理12h和24h,用基因芯片技术检测温度刺激对其基因表达的影响。与培养在28℃的对照相比,低温和高温处理后共有3633个基因发生差异表达,其中低温处理后差异表达基因数目多于高温处理,而且低温抑制基因数目多于诱导表达基因的数目。生物信息学分析结果表明,低温诱导基因主要参与RNA加工和核糖体生物发生等生物学过程,高温诱导基因则主要参与应激反应和未折叠蛋白结合。低温抑制基因主要参与蛋白质水解、视觉感知以及铁离子结合等生物学功能,高温抑制基因参与的生物学功能包括DNA复制、神经系统过程和类固醇激素生物合成等。除了已报道的温度刺激响应基因外,研究鉴定出了大量尚未报道与温度刺激相关的基因,如参与RNA加工的rnmtl1a和pus3基因,以及参与转录调控的twistnb和aebp2基因等。研究结果为进一步揭示鱼类冷或热适应的分子机理和培养耐寒或耐热的养殖新品种提供理论基础。     

鱼类基因转移育种的几个问题

１９８５年,世界上第一批转基因鱼诞生。随后,鱼类基因转移迅速应用到培育高产、优质和抗逆的养殖鱼类新品种,并在解决发育生物学分子生物学和生理学等方面的难题中发挥了重要作用。目前,研究者已经建立了三种成熟的鱼类基因转移方法,即显微注射、电脉冲和精子携带法,证实了转移大受体鱼基因组中的整合、性腺传递、表达和转译表达产物的生物活性。最近,“全鱼”生长激素（ＧＨ）基因的克隆与应用,使快速生长转ＧＨ基因鱼的研     

斑马鱼nr1d4a和nr1d4b基因的表达及其对不同环境刺激的响应简

研究获得了斑马鱼nr1d4a和nr1d4b基因的cDNA,进行了序列比对和系统进化分析,并采用实时定量RT-PCR(qPCR)方法研究了其表达模式及对不同环境刺激的转录反应。研究发现,斑马鱼nr1d4a和nr1d4b是由基因复制产生的旁系同源基因,具有高度保守的DNA结合结构域和配体结合结构域。斑马鱼nr1d4a和nr1d4b的表达模式具有明显的差别。nr1d4a在胚胎发育早期的表达量很低,72 hpf时开始显著升高;而nr1d4b具有较高水平的母源性表达,6 hpf时的表达量明显降低,但也在72 hpf显著回升。nr1d4a在脑和肾脏中表达量最高,其次是鳃、卵巢、精巢和眼,在肝脏中的表达量最低;nr1d4b在卵巢中表达量最高,其次是精巢和脑,在肠道和心脏中表达量最低。斑马鱼nr1d4a和nr1d4b都能被多种环境刺激瞬时诱导表达。16℃低温处理0.5h就能显著诱导斑马鱼nr1d4a和nr1d4b基因的表达,但处理6h后其诱导效应开始下降并逐渐消失。除低温外,重金属(2μmol/L镉)、缺氧(5%氧气)和盐度(5‰)处理均能瞬时诱导nr1d4a和nr1d4b的表达,说明nr1d4a和nr1d4b基因可能参与斑马鱼对多种环境刺激的适应性反应。研究为深入揭示鱼类nr1d4a和nr1d4b基因的生物学功能及其表达调控机制奠定了基础。     

ABC转运蛋白研究的新进展

ABC转运蛋白主要包括P-糖蛋白、多药耐药相关蛋白和乳腺癌耐药蛋白,它们属于同一家族,具有保守的功能结构域和多样化的生物学功能。ABC转运蛋白部分成员的过表达与肿瘤细胞的多药耐药性（MDR）密切相关,是导致化疗失败的主要原因。随着对MDR机制认识的深入,针对多药耐药蛋白的特异结构域已设计出多种形式的MDR逆转药物。近年来发现,ABC转运蛋白广泛存在于多种正常的组织和器官,参与药物和内、外源毒素的吸收、分布和排泄,行使解毒和防御保护的作用。因此,通过转植ABC转运蛋白基因有可能降低经济鱼类、虾等水产品中有毒污染物的积累。