鲤鱼肌肉生长抑制素基因(MSTN)的克隆及其组织表达特征

肌肉生长抑制素(Myostatin,MSTN)是动物肌肉发育和生长过程中的负调控因子,对MSTN的研究将有助于促进动物生产。鲤鱼是我国的主要淡水养殖对象之一。因此,我们采用RT-PCR方法克隆了鲤鱼MSTN cDNA(No.EF551058)的部分序列,长度为921bp,编码306个氨基酸残基。鲤鱼MSTN具有MSTN的共同特征,有蛋白酶水解位点RIRR和9个保守的半胱氨酸残基。多重序列比较发现其与斑马鱼GDF8有极近的亲缘关系,96.7%的氨基酸序列同源。不同组织的RT-PCR分析发现鲤鱼MSTN主要在肌肉和脑部表达,而其他所检测组织未见表达。鲤鱼MSTN不仅在肌肉生长发育中发挥作用,可能在神经系统发育中也有其作用。     

斑马鱼Zar1和Zar1-like基因的克隆及其表达分析

合子阻滞基因1(Zygote arrest 1,Zar1)及Zar1-like(Zar1L)作为母源基因,在小鼠卵子-合子转变过程中发挥着极其重要的作用。研究以斑马鱼为对象,采用cDNA末端快速克隆(RACE)技术获得了Zar1L cDNA全长,并采用RT-PCR技术检测Zar1和Zar1L在斑马鱼不同组织器官、卵母细胞和胚胎发育时期的表达情况。Zar1L cDNA的全长为1146 bp,编码311个氨基酸残基,5′非编码区20 bp,3′非编码区190 bp。多重序列比对结果显示,C-末端的序列非常保守,相似性高达74%,具有非典型的PHD基序(Plant homeo domain),并具有两个C4类型的锌指结构。在基因结构上,Zar1和Zar1L均由四个外显子构成,两个基因的每一个外显子在大小上也比较相近。分子进化表明斑马鱼Zar1和Zar1L属于两个不同的基因,可能是同一来源的祖先基因重复和进化的结果。RT-PCR结果表明斑马鱼Zar1和Zar1L的表达模式相似,都是卵巢特异表达基因,在卵母细胞及早期胚胎中可检测到大量转录本的存在,囊胚、原肠胚期后下降,但在整个胚胎发育期都可检测到转录本。斑马鱼Zar1和Zar1L mRNA的表达水平的一致性,似乎暗示着两个基因的功能基本一致。表达模式分析表明Zar1和Zar1L可能与斑马鱼卵子-合子转变有关,也可能与其他的胚胎发育过程有关。       

鱼类肌肉生长抑制素研究进展

肌肉的分化、生长和发育是动物生长发育的重要环节和过程,肌肉也是动物为人类提供的食品的主要成分。肌肉的生长和发育在不同层次受许多因素的影响,如环境(气候、营养等因素) 、激素和分子水平的调控。       

母型-合子型过渡的研究进展

母型-合子型过渡,是许多动物胚胎发育的一个重要时期。在这一时期,大批合子型基因开始转录,胚胎发育由母型因子调控转为合子型基因调控,细胞周期逐步加长,细胞分裂不再同步。这些变化对于保证早期胚胎顺利过渡到后期发育阶段至关重要。目前母型-合子型过渡的分子机制还不是很清楚,但研究表明,启动母型-合子型过渡的因素主要集中在以下几个方面,如核质比、周期蛋白和周期蛋白依赖性激酶、DNA复制/损伤检测点、DNA结构的改变以及母型因子的降解和一些合子型基因的转录等。现主要对母型-合子型过渡的特征以及启动母型-合子型过渡的机制作一简要综述。     

斑马鱼4个小maf时空表达分析及在调控胰外分泌酶原基因表达中的作用研究

Maf蛋白家族作为重要的转录调控因子, 参与细胞众多生命进程。它分为大Maf蛋白和小Maf蛋白, 小Maf蛋白需要与其他B-Zip家族蛋白结合形成异二聚体才能发挥作用。在斑马鱼(Danio rerio)中, 小Maf包括Mafk、Mafg1、Mafg2和Maft, Mafg1和Mafg2是Mafg在鱼类中特有的分化出的两个旁系同源基因。为了研究这4个小maf在物种之间的进化关系及表达模式, 实验对4个小maf进行进化树、染色体线性关系分析, 结果显示4个小maf的分子进化方向与物种进化方向一致, mafk和maff在物种间的更趋于保守, mafg比前两者要相对活跃。同时, 实验选取斑马鱼胚胎发育十个不同时期(1 cell、2 cells、3.5 hpf、6 hpf、12 hpf、24 hpf、36 hpf、48 hpf、72 hpf、96 hpf), 对其表达模式进行了详细的研究, 结果显示4个小maf中, mafg2的表达量最高, maft和mafk的表达量次之, mafg1的表达量最低。在胚胎发育的后期(48 hpf), 除了mafg2在躯干的血液循环处有明显的表达, maft在躯干的血液循环处有较弱的表达, 而除mafk和mafg1在血液循环处没有检测到表达之外, 4个基因的表达部位基本重叠, 都在全身广泛表达, 这可能也与它们之间存在功能叠加和替换有关。利用双荧光素酶检测系统检测了4个小Maf参与调控胰外分泌酶原基因转录的不同功能, 结果显示4个小maf的过表达都能使胰外分泌酶原基因的表达下调。研究结果将为深入研究4个小maf基因的功能叠加和互补作用奠定基础。       

血红素加氧酶1在斑马鱼低氧应激中的保护作用研究

实验探讨了低氧条件下血红素加氧酶1（Ho1）对斑马鱼的保护作用。Real-time PCR结果显示,低氧条件下斑马鱼ho1 mRNA水平在斑马鱼胚胎和离体培养细胞ZF4中显著增加,而在成鱼的不同组织中呈现不同的反应。低氧处理24h后,斑马鱼脑、鳃和肝脏中ho1 mRNA表达量明显上升,而在心脏和肾脏中ho1 mRNA表达量显著降低。用锌原卟啉IX（ZnPPIX）抑制ZF4细胞ho1的表达,采用CCK8试剂盒检测细胞存活率,结果显示抑制ho1表达可导致低氧条件下ZF4细胞存活率明显降低。利用Hoechst染色和caspase 3活性检测发现,在低氧条件下抑制ho1表达后ZF4细胞的凋亡率较对照组显著增加,而Ho1的诱导剂可显著降低低氧条件下抑制组的细胞凋亡率。这些结果表明斑马鱼Ho1可能通过抗细胞凋亡发挥低氧保护作用。     

斑马鱼nrf基因时空表达分析及其在调控胰外分泌酶原基因表达中的作用研究

通过GenBank搜索发现,斑马鱼中有6个nrf同源基因,即nfe2、nrf1a、nrf1b、nrf2a、nrf2b和nrf3。为了研究6个nrf在物种之间的关系,实验对6个Nrf蛋白进行系统发育树分析,结果显示6个Nrf蛋白的分子进化趋势与物种进化趋势一致,尽管在硬骨鱼类中由于基因组倍增的原因,nrf1和nrf2基因各产生了两个拷贝,但Nrf蛋白仍然是比较保守的。此外,实验选取斑马鱼胚胎发育十个不同时期（1 cell、2 cell、3.5 hpf、6 hpf、12 hpf、24 hpf、36 hpf、48 hpf、72 hpf、96 hpf）,对其表达模式进行了详细的研究,结果显示:6个nrf在一细胞期都有转录信号,且胚胎发育早期（48 hpf之前）全身广泛表达。72 hpf后,nrf1b、nrf2a、nrf2b、nrf3和nfe2基因的表达部位主要集中在头部、部分躯干、肠处,nrf2b还在脊髓处有微弱的表达。总体来说,6个nrf基因的表达部位基本重叠。研究还利用双荧光素酶检测系统检测了6个Nrf蛋白对胰外分泌酶原基因（tryl）转录的调控,结果显示nrf1a、nrf2a、nrf2b与nfe2的过表达能使tryl的表达上调,而nrf1b与nrf3的过表达能抑制tryl的表达。研究结果将为深入研究斑马鱼6个nrf基因的功能叠加、互补及其功能歧化奠定基础。     

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。       

稀有鮈鲫脑芳香化酶cDNA片段的克隆与表达分析

芳香化酶（P450arom）是雌激素合成过程中的关键酶,在性别分化中起重要作用。鱼类存在卵巢性和脑型两种芳香化酶,分别由Cyp19a和Cyp19b编码。稀有鮈鲫作为我国特有的实验动物,尚无其芳香化酶的有关资料,其性别分化机制亦不清楚。本研究采用RT-PCR的方法以简并引物扩增了稀有鮈鲫脑型芳香化酶基因Cyp19b的部分序列,其长度为1070 bp, 编码357个氨基酸残基,具有典型的芳香化酶结构域。RT-PCR分析发现该基因主要在稀有鮈鲫的脑中表达,在性腺、肠、肾中也有表达;其在雌、雄脑中的表达差异不显著。在胚胎发育阶段,Cyp19b的表达从囊胚期开始,至神经胚期达到较高水平,随后下降,孵化期又有所增强,孵化10天后维持在高水平。这些结果说明Cyp19b以脑中表达为主,可能在稀有鮈鲫神经系统发育和脑的性别分化中有重要作用。     

青鳉干细胞及其应用

干细胞广泛存在于多细胞生物的早期胚胎和成体组织中.干细胞的多能性和易操作性使其在发育生物学和再生医学上具有巨大的研究和应用价值,如细胞发育潜能的调控、细胞命运的决定、细胞治疗等.干细胞培养是研究干细胞研究工作的基础,主要集中在小鼠、人和青鳉这3种脊椎动物上.青鳉是一种小型淡水鱼,常被用作发育生物学和生物医学研究的模式物种.本文将主要介绍青鳉干细胞系及其应用.青鳉的MES1是除小鼠以外的第一个胚干细胞系;SG3是第一个成体精原干细胞系,可以在体外形成具有运动能力的精子;HX1是首个单倍体胚干细胞系,通过核移植技术,将该单倍体细胞的细胞核移植到未受精卵细胞中,得到第一个可育的半克隆动物霍利.这些突破使青鳉毫无疑问地成为干细胞研究的理想模式.