果蝇嗅觉分子机理研究进展

黑腹果蝇Drosophila melanogaster是生物学研究的重要模式生物,也是探索研究生物体嗅觉奥秘的理想材料。近年来,由于分子生物学技术在神经科学领域的广泛应用,黑腹果蝇嗅觉机理研究取得了许多重大突破, 对气味分子受体及其识别机理、 嗅觉神经电信号的产生和传递、嗅觉信息的加工、编码以及记忆等方面都有了深入的了解。研究表明, 果蝇约1 300个嗅神经元(olfactory receptor neurons, ORNs)共表达62种不同的气味受体蛋白（olfactory receptor proteins, ORs）, 用以检测和识别其所感受的所有化学气味分子。许多OR所识别的气味分子配体已鉴定出来,普通的气味（如水果的气味）由数种不同的OR组合来识别,而信息素（pheromone）分子则由单种特定的OR来检测。气味信息在嗅神经元内转换成神经电信号,嗅觉电信号沿嗅神经元的轴突传递到触角叶, 再经投射神经元（projection neurons, PNs）将信息送至高级中枢如蘑菇体（mushroom body, MB）和侧角（lateral horn, LH）,最终引发行为反应。在黑腹果蝇嗅觉信息传递通路中,某些蛋白如Dock,N-cadherin,Fruitless等起着重要作用,缺失这些蛋白会导致嗅觉异常。本文对这些研究进展作一综述。     

凡纳滨对虾DNaseⅠ基因的克隆及原核表达

利用RT-PCR和RACE技术,从凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)肝胰腺中克隆了DNaseⅠ基因的全长cDNA序列。该序列全长1614bp,包含1209bp的开放阅读框,编码一个含403个氨基酸的蛋白;5′非翻译区为116bp,3′非翻译区为289bp。实时定量PCR分析结果表明,DNaseⅠ基因在肝胰腺的表达量是其他器官表达量的16～162倍,表明凡纳滨对虾DNaseⅠ基因属于胰腺型表达。本研究还利用酶切重组构建原核表达载体,并在大肠杆菌(Escherichia coli)中成功表达出了有活性的重组DNaseⅠ蛋白。     

拟穴青蟹OTUB的分子克隆及其在性腺发育过程中的表达

OTUB1是哺乳动物雌激素信号通路中的一个关键因子,它可以使雌激素受体α(ERα)去泛素化并抑制其转录活性.本研究从实验室拟穴青蟹(Scylla paramamosain)转录组测序数据库中筛选出OTUB基因片段,利用SMART RACE技术克隆得到Sp-OTUB的cDNA全长.该序列全长1 261 bp,包括5’非编码区(5’-UTR)40 bp,开放阅读框(ORF)804 bp和3’非编码区(3’-UTR)417 bp.其ORF编码267个氨基酸,预测其分子量为31 ku.该蛋白序列中包含一个OTU样的半胱氨酸蛋白酶催化结构域和一个由半胱氨酸(C)、天冬氨酸(D)和组氨酸(H)组成的催化三联体.实时定量PCR结果显示,Sp-OTUB在成熟拟穴青蟹各组织器官中均有表达,其中在血淋巴中的表达量最大,精巢中表达量最低.在卵巢发育过程中,Sp-OTUB的表达量在卵巢增值期为最大,与其他各时期具有显著差异;在精巢发育各阶段,Sp-OTUB表达量在精子细胞期达到最大,显著高于精母细胞期和成熟精子期.同源系统进化分析Sp-OTUB与大多数物种的OTUB1聚为一支,与肩突硬蜱(Ixodes scapularis)和紫海胆(Strongylocentrotuspurpuratus)亲缘关系最近.实验结果初步显示Sp-OTUB在拟穴青蟹生殖调控方面可能发挥重要作用.     

软体动物维甲酸X受体研究进展

维甲酸X受体(retinoid X receptor,RXR)作为配体依赖的转录因子,是核受体超家族重要的一员.脊椎动物RXR与配体及其辅调节因子相互作用,调控基因的协调表达,在胚胎发育、细胞分化、新陈代谢等许多生理过程中起着重要作用.软体动物RXR的研究因其与腹足类性畸变的关系越来越受到关注.本文综述了目前获得的软体动物RXR基因的结构,比较了软体动物RXR基因各功能结构域与人类和其他动物RXR的相似性.以RXR编码区的氨基酸序列为基础,构建了系统进化树,发现软体动物RXR与脊索动物而不是其他无脊椎动物的RXR聚成一支.软体动物和甲壳动物不同RXR亚型的氨基酸序列比较发现,两类动物可能存在不同的剪切酶或剪切位点.此外论文还针对软体动物RXR的配体、二聚体伙伴以及生理功能等方面的研究进行了综述.     

vasa基因研究进展

DEAD-box家族基因编码一类ATP依赖的RNA解旋酶。经系统进化分析可将该家族蛋白分为VASA、PL10和p68三个亚家族。其中,vasa基因最先在果蝇(Drosophila melanogaster)中被发现,在许多动物中都已经克隆得到其同源基因,研究显示,vasa基因在生殖细胞系中特异性表达,在许多生物中为生殖细胞形成和配子发生所需。有趣的是在果蝇中VASA蛋白是生殖质的组成部分,而在斑马鱼(Danio rerio)中vasa mRNA才是生殖质的组成部分。本文主要综述了vasa基因及其蛋白的结构、功能、表达和作为原生殖细胞分子标记物的应用等方面的内容,并展望了其研究前景。     

Cyclin-CDK-CKI及UPP参与生殖调控及在甲壳动物性腺发育中的研究进展

Cyclin-CDK-CKI是参与真核细胞周期调控的3个重要的调节因子。泛素蛋白酶体途径(ubiquitin proteasome pathway,UPP)是真核细胞内非溶酶体途径的蛋白质选择性降解的重要途径。细胞周期中许多时相特异性周期蛋白通过泛素化被周期性的降解对于细胞分裂的调控进程具有重要的作用。主要综述了Cyclin-CDK-CKI和UPP的组成、生理生化特性及其参与生殖调控的作用机制,同时阐述了这两大系统之间的联系及其在甲壳动物性腺发育中的研究进展。     

大黄鱼ubc9基因的克隆和组织表达

类泛素化(sumoylation)是一种重要的转录后修饰过程.激活的SUMO(small ubiquitin-related modifer)和E2结合酶结合稳定后共价结合到底物上,从而完成对底物的类泛素化.UBC9(ubiquitin-conjugating enzyme)作为惟一的E2结合酶,在完成类泛素化中起着重要作用.从已构建的大黄鱼性腺线性化cDNA文库中筛选出ubc9同源片段,用SMART-RACE方法克隆得到了846 bp的全长cDNA序列.该序列编码一个由158个氨基酸组成的蛋白.该蛋白序列与已知的UBC9高度同源,含UBC保守结构域和UBC9激活位点区域.实时定量PCR分析ubc9基因在各组织器官的表达,结果发现,ubc9基因在大黄鱼的性腺中大量表达.推测UBC9在大黄鱼性腺发育中起重要的生物学作用.     

三丁基锡暴露条件下杂色鲍肝胰腺均一化cDNA文库的构建

用RDP试剂提取三丁基锡暴露诱导的杂色鲍肝胰腺总RNA,经Oligotex纯化得到 mRNA;应用SMART技术合成双链cDNA,双链特异核酸酶(DSN)进行双链cDNA的均一化,构建了杂色鲍三丁基锡暴露诱导下的均一化cDNA文库.原始文库的库容为4.3× 106 CFU/ml,重组率为 97.9%.从文库中随机挑选了3 288个克隆进行测序,得到3 048个高质量EST序列,其中有 370条 Contigs,2 103条 Singlets,Unigenes共 2 473条,冗余率为18.86%.以上结果说明该文库质量较好,为进一步筛选相关功能基因打下基础;较低的冗余率说明该文库值得继续使用大规模ESTs测序的方法寻找相关功能基因,并为进一步使用基因芯片技术研究相关功能基因的表达谱提供便利.