封面说明

正文昌鱼隶属脊索动物门,头索动物亚门,是无脊椎动物向脊椎动物过渡的中间类群,同时也是现存脊索动物中最为原始的类群。由于文昌鱼特殊的进化地位,以及与脊椎动物相似的身体构筑方式、基因组成和胚胎发育模式,是进化发育生物学、比较基因组学和胚胎学研究的理想模式物种。     

伊·伊·梅契尼科夫

1955年5月15日是俄罗斯伟大生物学家伊里亚·伊里奇·梅契尼科夫诞生110周年的纪念日。梅契尼科夫科学兴趣之多种多样是令人惊奇的。他是比较病理学、进化胚胎学、微生物学和免疫学的奠基人之一。梅契尼科夫确定了无脊椎动物和脊椎动物胚胎发育中的一般特征,同时和另一个俄罗斯科学家 O.科瓦列夫斯基一道建立了实验形态学。他的几本阐明哲学问题的书:“论人性短文集”,“合理世界观探求四十年”和“乐观主义短文集”是世界闻名的。     

斑马鱼早期内胚层发育及其分子调控机制

斑马鱼已成为研究脊椎动物胚胎发育的理想模式生物,它具有体外受精、发育周期快、胚体透明等优点,此外其胚胎发育过程中的信号通路与哺乳动物有很高的同源性。该文阐述了斑马鱼早期内胚层发育的过程及其分子调控机制。     

《腔肠动物门》一章的教学

一、教材分析动物学(人民教育出版社重印1964年版)除绪论与结语外,按动物从低级类群到高级类群的进化路线分成平行的十二章,前七章是无脊椎动物。原生动物是单细胞动物,腔肠动物则是两胚层,辐射对称的低等多细胞动物,扁形动物、线形动物则进化到三胚层,两侧对称……,直到脊椎动物,胚胎发育仍要重演两胚层阶段(原肠胚)。所以腔肠动物在动物进化史中占有较重要的地位。     

胚胎干细胞向中内胚层分化的调控机制

在哺乳动物胚胎发育过程中,中内胚层(mesendoderm)也被称为原条(primitive streak),是中胚层和内胚层分化的过渡时期。中内胚层的存在时间较短,但成功的中内胚层分化对随后进行的中胚层与内胚层发育至关重要。发育生物学的研究极大地推动了人们对胚胎发育的认识,同时,越来越多体外分化系统的建立也加深了对环境信号如何影响胚层分化的理解。近些年来,通过表观遗传的研究,人们逐渐认识到染色体结构与组蛋白修饰的改变也在分化发育过程中起到重要作用。通过胚胎干细胞定向诱导中内胚层分化来探究相关分子机制,不仅有助于对早期胚胎发育的了解,也有助于临床应用与疾病治疗。现总结了TGF-β信号、Wnt信号和FGF信号调控中内胚层分化的研究现状,并概述了这些信号如何与表观修饰共同调控胚胎干细胞向中内胚层分化的进展。     

热带爪蛙LAP家族基因在胚胎早期发育中的表达图式

LAP家族蛋白含有特征性的富含亮氨酸的重复序列和PDZ结构域.在脊椎动物和无脊椎动物中,LAP家族基因在细胞极性、上皮组织的动态平衡与肿瘤抑制等的调控中具有重要作用.在脊椎动物中,这一家族基因包括4个成员：densin,erbin,scribble和lano.本研究根据热带爪蟾（Xenopus tropicalis）的基因组与EST序列,推测了其LAP家族的4个基因,克隆了其基因片段并研究了它们在胚胎发育中的表达图式.爪蛙的LAP蛋白在结构上与其他脊椎动物中的同源蛋白相似.这4个基因均有母源性表达,在卵裂期胚胎动物极细胞中表达较强,到原肠胚期在动物帽细胞中可检测到.在胚胎发育晚期,这些基因在上皮细胞中表达较广,包括神经上皮、耳泡、视泡和前肾.上述结果表明,LAP基因可能参与调控爪蛙早期发育中的上皮细胞极性和形态发生.在爪蛙胚胎头部,erbin和lano具有相似的时空表达图式,这表明二者在体内的功能可能是相关的.     

松果体抗黑变激素

1898年德国医生奥托·霍伊布内(Otto Heubner)报告,性早熟患者同时伴有松果体肿瘤,其后也有许多类似的报道,说明松果体与性腺机能有关。另一方面,1918年瑞士解剖学家尼尔斯·霍尔姆格林(Nils Ho-lmgrea)研究了蛙和狗鱼的松果体,发现含有许多感觉细胞,与视网膜的锥体细胞颇为相似,因此认为低等脊椎动物的松果体是光感受器,或称“第三眼”,而在高等脊椎动物是一个退化腺体。     

Hox基因及其在海胆中的研究进展

Hox(homeobox genes)基因是存在于染色体上的一段高度保守序列,其蛋白产物作为转录因子也是高度保守的。这些基因调节胚胎发育,尤其在脊椎动物前-后轴(antero-posterior axis)的发育过程中起着重要作用,并指导脊椎动物的体型形成。海胆是海洋中一类比较常见的无脊椎动物和主要的海水养殖动物,它的Hox基因对它动-植物轴(animal-vegetalaxis)的形成有调控作用,并对进化研究和养殖生产具有重要意义。综述了近年来Hox基因在海胆中的研究进展。     

文昌鱼一个GATA基因在胚胎发育中的表达图式(英文）

GATA基因在脊椎动物和非脊椎动物的发育中行使重要的功能,该家族的成员在进化上也是非常保守的。脊椎动物的GATA基因分为两个亚群：GATA1/2/3和GATA4/5/6。通过生物信息分析,在文昌鱼的基因组中找到了3个GATA基因：一个GATA1/2/3亚家族基因,两个GATA4/5/6亚家族基因;还找到一个类GATA基因。还克隆了白氏文昌鱼(Branchiostoma belcheri)GATA123的一段序列,并研究了它在早期胚胎发育中的表达图式。结果表明GATA123在原肠胚的中内胚层表达,而在神经胚晚期和幼体早期,GATA123在脑泡和消化道中部区域表达。这种表达模式与头部发育的重要基因Otx相类似。结果提示在文昌鱼脑泡的发育过程中GATA123和Otx很可能共同发挥着重要的作用。     

Zebrafish as the Best Vertebrate Model for Development Studies

从八十年代初开始的、通过突变体分离早期胚胎发育基因的研究,揭示了无脊椎动物果蝇形态发生的分子机制,成为１９９５年诺贝尔生理或医学奖的主要内容,同时也标志着发育生物学已经成为生物学的带头学科。该成果的取得得益于果蝇具备发育生物学研究模型的特点,即可同时进行胚胎学和发育遗传学研究。在脊椎动物发育生物学研究方面,由于缺少适当的研究模型,有关早期胚胎发育基因表达调控的研究始终未获突破性进展。包括小鼠、鸡、爪蟾等在内的一些脊椎动物都只适用于胚胎学或者遗传学某一学科的研究,均不是理想的发育生物学研究模型。一种小型的鲤科鱼———斑马鱼,逐渐成为发育生物学研究的最佳脊椎动物模型。它光周期产卵,卵大,胚胎在体外发育,胚胎发育速度快,早期胚胎完全透明,这些特点使它成为很好的脊椎动物胚胎学研究模型;同时,它个体小,产卵量大,产卵周期短,单倍体、雌核发育二倍体的制作和突变体的获得均较容易,精子可以冷冻保存,所有这些特点又使斑马鱼非常适合于发育遗传学研究。本文将详细论述斑马鱼作为脊椎动物发育生物学研究模型的特点,以及作为模型动物正在进行的有关工作。     

海洋无脊椎动物甲状腺激素信号通路的研究进展

在脊椎动物中,甲状腺激素信号通路是调控生长、发育和机体能量代谢必不可少的信号通路之一,并且参与了两栖类和鱼类的变态反应。近来,越来越多的证据表明,在海洋无脊椎动物中存在内源性的甲状腺激素、甲状腺激素受体等信号通路的成员分子,而且这些分子参与了海洋无脊椎动物的发育和变态过程。这表明在海洋无脊椎动物中存在与脊椎动物类似的甲状腺激素信号通路。综述了海洋无脊椎动物中甲状腺激素信号通路的相关研究进展,旨在为研究甲状腺激素在海洋无脊椎动物的生物学功能及其作用机制提供基础资料。     

碱性磷酸酶在文昌鱼胚胎和幼体中表达图式的研究(英文)

研究组织特异性酶在胚胎发育中的表达图式对于研究细胞、组织和器官的分化具有重要意义。本文以 ＢＣＩＰ为底物研究了碱性磷酸酶在文昌鱼胚胎和幼体中的表达图式。在囊胚、原肠胚和神经胚早期（１２～１３小时）未检测到碱性磷酸酶的特异性表达;到神经胚中期（１５小时,约６个体节）,碱性磷酸酶在胚胎每一体节的中部开始表达,在胚胎中形成３～６个条纹（Ｆｉｇ．１）;在１８小时神经胚（９～１０体节）中,碱性磷酸酶在肌节中表达（Ｆｉｇ．２）;到２４小时在后部内胚层中也开始表达（Ｆｉｇ．３）;在３６～４８小时幼体中,碱性磷酸酶在消化道中强烈表达,但在咽鳃区不表达,同时在肌节中仍有弱的表达（Ｆｉｇ．４）。研究表明碱性磷酸酶可能在肌节的发育过程中具有一定作用。碱性磷酸酶在消化道中的表达可能与这一时期消化道开始行使功能有关。另外,Ｌ－苯丙氨酸只抑制３６、４８小时文昌鱼肠碱性磷酸酶活性,不抑制其体节肠碱性磷酸酶活性（Ｆｉｇ．５）、表明文昌鱼至少存在两种碱性磷酸酶：在消化道中表达的是一种肠型的,与脊椎动物碱性磷酸酶可能为同一类型;另一种主要在肌节中表达,可能是组织非特异性的破性磷酸酶。以上结果说明文昌鱼早期发育中碱性磷酸酶的表达与脊椎动物相似,具     

斑马鱼—发育生物学研究的最佳脊椎动物模型

从八十年代初开始的、通过突变体分离早期胚胎发育基因的研究,揭示了无脊椎动物果蝇形态发生的分子机制,成为1995年诺贝尔生理或医学奖的主要内容,同时也标着发育生物学已经成为生物学的带头学科。该成果的取得得益于果蝇具备发育生物学研究模型的特点,即可同时进行胚胎学和发育遗传学研究。在脊动物发育生物学研究方面,由于缺少适当的研究模型,有关早期胚胎发育基因表达调鬼斧神工的研究始终未获突破性进展。包括小鼠、鸡、爪蟾等在一些脊椎动物都只适用于胚胎学或者遗传学某一学科的研究,均不是理想的发育生物学研究模型。一种小型的鲤科鱼－斑马鱼,逐渐成为发育生物学研究的最佳脊椎运动模型。它光周期产卵、卵大,胚胎在体外发育,胚胎发育速度快,早期胚胎完全透明,这些特点使它成为很好的脊椎动物胚胎学研究模型;同时,它个体小,产卵量大,产卵周期短,单倍体、雌核发育二倍体的制作和突变体的获得均较容易,精子可以冷冻保存,所有这些特点又使斑马鱼非常适合于发育遗传学研究。本文将详细论述斑马鱼作为脊椎动物发育生物学研究模型的特点,以及作为模型动物正在进行的有关工作。     

碱性磷酸酶在文昌鱼胚胎和幼体中表达图式的研究

研究组织特异性酶在胚胎发育中的表达图式对于研究细胞,组织和器官的分化具有重要意义。本文以BCIP为底物研究了碱性磷酸酶在文昌鱼胚胎和幼体中的表达图式,在囊胚、原肠胚和神经胚早期（12－13）未检测到碱性磷酸酶的特异性表达;到神经胚中期（15小时,约6个环节）,碱性磷酸酶在胚胎每一体节的中部开始表达,在胚胎中形成3－6个条纹（Fig.1);在18小时神经胚（9－10体节）中,碱性磷酸酶在肌节中表达（Fig.2);到24小时在后部内胚层中也开始表达（Fig.3）;在36－48小时幼体中,碱性磷酸酶在消化道中强烈表达,但在咽鳃区不表达,同时在肌节中仍有弱的表达（Fig.4)。研究表明碱性磷酸酶可能在肌节的发育过程中具有一定作用。碱性磷酸酶在消化道中的表达与这一时期消化道开始行使功能有关。另外,L－苯丙氨酸只抑制36、48小时文昌鱼肠碱性磷酸酶活性,不抑制其体节肠碱性磷酸酶活性（Fig.5)。表明文昌鱼至少存在两种碱性磷酸酶：在消化道中表达的是一种肠型的,与脊椎动物碱性磷酸酶可能为同一类型;另一种主要在肌节中表达,可能是组织非特异性的碱性酸酶。以上结果说明文昌鱼早期发育中碱性磷酸酶的表达与脊椎动物相似,具有时间和组织特异性。     

青岛文昌鱼LIM类基因Bblim同源框区的cDNA克隆、序列分析及其在胚胎发育中的表达(英文)

不同卵裂球发育命运的特化、亦即胚胎细胞的分化是动物胚胎发育的重要特征。多数胚胎细胞尽管形态特征完全一致,却具有完全不同的发育命运。预示着：在这些细胞中存在有决定发育命运的因素———决定子。本工作克隆了青岛文昌鱼ＬＩＭ类同源框基因的同源框片段。目的在于揭示决定子的分子本质。青岛近海采集性成熟的成年青岛文昌鱼,收集未受精卵、受精卵以及各个不同时期的胚胎,液氮冻存备用。分别制备总ＲＮＡ。根据其它动物ＬＩＭ类同源框基因的序列设计引物（Ｔａｂ．１）,连续进行ＲＴＰＣＲ和ＰＣＲ两次扩增。其中,原肠胚来源的第二次ＰＣＲ产物经电泳鉴定（Ｆｉｇ．１）后,酶切、克隆入质粒、测序、将该片段所在的基因命名为Ｂｂｌｉｍ基因,该片段称为Ｂｂｌｉｍ同源框。根据Ｂｂｌｉｍ基因同源框的核苷酸序列推导出其相应的氨基酸序列（Ｆｉｇ．２）,与其它ＬＩＭ类同源框基因进行比较（Ｆｉｇ．３）后,认为：Ｂｂｌｉｍ基因可归入ｌｉｍ３类基因。比较胚胎发育各个不同时期第二次ＰＣＲ产物的含量———即Ｂｂｌｉｍ基因的转录（Ｆｉｇ．４）,提示：该基因可能在受·精·后·和·原·肠·形·成·期·前·后·两个发育阶段起作用。此外,Ｂｂｌｉｍ基因的同源域与海鞘Ｈｒｌｉｍ的     

蚯蚓血液-体腔白细胞的E受体和ANAE活性研究

脊椎动物的T淋巴细胞已知为细胞免疫的主要介导者,而无脊椎动物介导细胞免疫的细胞身份,至今尚未完全确定。近年的研究表明,许多无脊椎动物的白细胞有相似于脊椎动物T淋巴细胞的某些生物学特征。这些特征至少可以追溯到环节动物。据Cooper(1969)     

文昌鱼一个GATA基因在胚胎发育中的表达图式(英文)

GATA基因在脊椎动物和非脊椎动物的发育中行使重要的功能,该家族的成员在进化上也足非常保守的.脊椎动物的GATA基因分为两个亚群:GATA1/2/3和GATA4/5/6.通过生物信息分析,在文吕鱼的基因缓中找到了3个GATA基因:一个GATA1/2/3业家族基因,两个GATA4/5/6亚家族基因:还找到一个类GATA基因.还克隆了白氏文昌鱼(Branchiostoma belcheri)GATA123的一段序列,并研究了它在早期胚胎发育中的表达图式.结果表明GATA123在原肠胚的中内胚层表达,而在神经胚晚期和幼体早期,GATA123在脑泡和消化道中部区域表达.这种表达模式与头部发育的重要基因Otx相类似.结果提示在文吕鱼脑泡的发育过程中GATA123和Otx很可能共同发挥着重要的作用.     

铜鱼和圆口铜鱼的早期发育

本文比较系统地观察了长江和汉江铜鱼和圆口铜鱼鱼卵、鱼苗的胚胎发育,记述了两种铜鱼胚胎发育的各个阶段的形态特征,比较两种铜鱼早期发育的相似性状和主要差别。这些差别主要是:雏形胚体出现的迟早、眼基和肌节出现的先后、眼睛大小、胸鳍长短以及颌须出现的迟早和长短等,依据这些差异,可以把两种铜鱼在早期发育阶段准确地区分开来。本文还对长江兴修水利枢纽与两种铜鱼资源的关系进行了调查和分析。       

文昌鱼AmphiRab23b基因的克隆、进化分析及表达模式

Hedgehog信号通路在胚胎发育过程中发挥着重要作用, 同时与多种肿瘤的发生密切相关。Rab23蛋白在Hedgehog信号通路中扮演着十分重要的角色。目前关于文昌鱼Rab23同源基因的研究仅局限于佛罗里达文昌鱼(Branchiostoma floridae)基因组中的注释。文章首次克隆了中国文昌鱼(Branchiostoma belcheri) Rab23b基因 (AmphiRab23b)cDNA全序列 , 对其演译的蛋白序列进行了序列比对、进化树分析以及基因时空表达分析。研究结果显示, 文昌鱼AmphiRab23b基因的 cDNA总长为2 062 bp (包括UTR区), 其中开放阅读框 (Open reading frame, ORF) 714 bp, 编码237个氨基酸; 虽然在进化树中不属于脊椎动物Rab23进化支, 但是AmphiRab23具有保守的Rab23_lke结构域, 暗示该基因在进化过程中可能在功能上是保守的。时空表达的研究结果进一步显示, AmphiRab23b基因在胚胎发育中的神经板和消化道中表达, 与其脊椎动物同源基因的表达模式相似, 这说明该基因可能对文昌鱼神经系统和消化道的发育有重要作用。     

文昌鱼sfy1基因的克隆及其在早期发育中的表达

文昌鱼是公认现存最接近于脊椎动物的一种头索动物,具有与脊椎动物相似但简单得多的身体图式[1],因而是研究脊椎动物发育机制起源和进化的宝贵材料,也是发育生物学的经典实验模型之一.近年来,人们在对果蝇和脊椎动物发育分子机制的研究取得了一系列重大突破之后,利用发育调控基