同源异形盒基因和肿瘤

最近,美国哈佛药学院的Ｆｏｒｄ发现同源异形盒(ｈｏｍｅｏｂｏｘ)基因在细胞周期、发育以及癌症发展中起着重要的链接作用[1]同源异形盒基因是与细胞正常分化、发育相关的转录因子,最初作为果蝇同源异形突变中的重要座位而得名。此后,陆续有170多个同源异形盒基因在各类物种中被发现。同源异形盒基因的共同点是具有183个核苷酸长度的同源区,编码61个氨基酸。同源异形盒基因同源区表达蛋白通过其ＤＮＡ结合活性及其下游基因转录活性发挥作用。Ｌａｗｒｅｎｃｅ等[2]推测哺乳动物同源异形盒表达蛋白的作用目标为编码细胞外层蛋白质的基因,粘…     

同源异形基因浅说

同源异形基因是决定果蝇体节形成的发育基因,其同源异形盒子编码同源异形结构域蛋白,在进化上极为保守,从低等到高等动物的基因组中都有存在。其表达具严格的时、空特异性,可控制细胞的分化状态及表型,推测可能是通过对其他基因的调节而发挥作用。最近表明线虫及哺乳类细胞中的转录因子也具有同源异形蛋白,初步证明它们也是转录因子,这对解释同源异形蛋白的功能、探索基因表达的调节机制有重要意义。     

同源异形盒基因及其在昆虫幼虫腹足发育生物学研究中的应用

同源异形盒基因(homeobox genes)是一类具有180 bp保守序列的基因,在生物发育的调控中起着重要作用。昆虫幼虫的腹足在位置和数目上均表现出丰富的多样性,使其成为进化发育生物学研究的主要对象之一。通过对昆虫幼虫腹足发育过程中相关同源异形盒基因的研究,既可了解腹足的发育机制,又可加深对同源异形盒基因进化和功能的理解。本文简要介绍同源异形盒基因的概况,重点总结了同源异形盒基因在昆虫幼虫腹足发育方面的研究进展,包括通过相关同源异形盒基因时空表达模式来揭示腹足的附肢起源、腹足发育的调控通路中相关同源异形盒基因的功能和进化等,尤其是腹部Hox家族基因对Distal-less基因的抑制作用及其在不同昆虫类群中的进化,以及该领域目前存在的主要争议,期望为相关研究提供参考。     

发育调控基因的多次性表达和作用

在遗传学家、分子生物学家与胚胎学家携起手来,共同研究发育生物学的基本问题后,人们对于发育的遗传控制的认识有了长足的进步。80年代在果蝇(Drosophila melanogaster)中取得的一系列进展,如控制前后体节形成的一套完整基因系统的发现,同源异形突变(如双胸突变)基因的克隆,同源盒基因被证实在从线虫到人类的发育控制中均起重要作用,等等,使人们对于发育过程的基因控制有了这样的认识轮廓:每一种具体的发育过程主要     

心脏早期发育的基因控制

果蝇和脊椎动物的心脏发育在早期具有惊人的相似性,两似从两侧心肌中胚层分化出心脏前体细胞,再在胚肿的中部形成一个管状结构,有研究结果表明,果蝇心脏发育基因控制模型是代替人体心脏发育研究的一个理想模式。     

心脏发育的基因调控

心脏发育是一个复杂的过程.在脊椎动物和无脊椎动物果蝇中驱动早期心脏分化的基因具有惊人的相似性.以果蝇、斑马鱼、小鼠等作为模式动物,以心脏的发育过程为主线,探讨了心脏发育的基因调控的研究进展.     

利用果蝇模型研究人类心脏早期发育的分子机理

近年来,果蝇心脏转化的遗传机制已初步研究清楚,但控制人类心脏早期发育的基因尚待鉴定。因为调控果蝇和脊椎动物早期心脏细胞命运定型的途径具有保守性,果蝇是一种探讨人类心脏早期发育的分子机理的理想动物模型。为此目的,我们采用P转座子和EMS诱变技术建立了约3000个隐性致死基因平衡系。通过心脏前体细胞特异性抗体免疫组化筛选,我们选出200余个表现心脏突变表型的平衡致死系。我们进一步利用RNAi技术对一些基因的功能进行了初步的研究,证明这些基因表现RNAi的突变表型,该类突变表型与基因突变时表现的表型相似,即心管呈缺陷型或无心脏前体细胞形成。利用果蝇和人类基因组计划获得的成果,我们从果蝇心脏侯选基因中初步克隆和鉴定了50个人类同源基因,其中20个是新基因。Northen印迹分析表明,一部分人类基因在心脏组织中有表达,从而为研究这些基因在人类心脏早期发育中的作用提供了信息。目前,我们正在建立转基因果蝇,以此为模型研究这些基因是否对心肌细胞发生或心肌功能起调控作用。产生心肌细胞突变类型的基因如果类似于人类心脏病综合症,则可以作为人类心脏疾病侯选基因作进一步的分析。     

Pax—6基因在发育中的表达与动物眼的进货

近年在脊椎动物和无脊椎动物中分离出Pax-6基因及其同源基因,这些基因都与动物的眼与神经系统的发育和形态发生有关。本文着重比较了无脊椎动物果蝇、文昌鱼、哺乳动物小鼠和人的Pax-6基因编码蛋白,Pax-6基因在发育过程中的表达,Pax-6与眼进化的关系等几个方面,并介绍Pax-6基因为靶基因的转基因果蝇的上游制作技术和原理,探讨了Pax-6基因作为眼发育的主导基因的作用和时空表达模式的保守性。     

同源盒基因(Hox)与哺乳动物生殖

哺乳动物的同源盒基因（Hox）与果蝇的同源异形基因是同源基因,该基因编码的DNA片段含183碱基对,转录由61个氨基酸残基组成的蛋白质保守结构域,称同源异型域.Hox基因碱基顺序及在染色体中的位置都是高度保守的.Hox基因在体节结构分化等空间信息调控中起着重要作用,按特异的空间模式赋予每一体节其自身的特点.近年来的研究表明,Hox基因不但影响胚胎发育,而且与成体生殖系统分化有关,在着床期子宫接受态的建立及子宫蜕膜反应的发生等生殖过程中起着重要的调节作用.     

Pax-6基因在发育中的表达与动物眼的进化

近年在脊椎动物和无脊椎动物中分离出Pax-6基因及其同源基因,这些基因都与动物的眼与神经系统的发育和形态发生有关.本文着重比较了无脊椎动物果蝇、文昌鱼、哺乳动物小鼠和人的Pax-6基因编码蛋白,Pax-6基因在发育过程中的表达,Pax-6与眼进化的关系等几个方面,并介绍Pax-6基因为靶基因的转基因果蝇的上游制作技术和原理.探讨了Pax-6基因作为眼发育的主导基因的作用和时空表达模式的保守性.     

利用果蝇模型研究人类心脏早期发育的分子机理(英文)

近年来 ,果蝇心脏特化的遗传机制已初步研究清楚 ,但控制人类心脏早期发育的基因尚待鉴定。因为调控果蝇和脊椎动物早期心脏细胞命运定型的途径具有保守性 ,果蝇是一种探讨人类心脏早期发育的分子机理的理想动物模式。为此目的 ,我们采用P转座子和EMS诱变技术建立了约 3 0 0 0个隐性致死基因平衡系。通过心脏前体细胞特异性抗体免疫组化筛选 ,我们检出 2 0 0余个表现心脏突变表型的平衡致死系。我们进一步利用RNAi技术对一些基因的功能进行了初步的研究 ,证明这些基因表现RNAi的突变表型 ,该类突变表型与基因突变时表现的表型相似 ,即心管呈缺陷型或无心脏前体细胞形成。利用果蝇和人类基因组计划获得的成果 ,我们从果蝇心脏侯选基因中初步克隆和鉴定了 5 0个人类同源基因 ,其中 2 0个是新基因。Northen印迹分析表明 ,一部分人类基因在心脏组织中有表达 ,从而为研究这些基因在人类心脏早期发育中的作用提供了信息。目前 ,我们正在建立转基因果蝇 ,以此为模型研究这些基因是否对心肌细胞发生或心肌功能起调控作用。产生心肌细胞突变类型的基因如果类似于人类心脏病综合症 ,则可以作为人类心脏疾病侯选基因作进一步的分析。     

影响果蝇心脏发育的基因突变

最近的研究表明,果蝇与脊椎动物及人的心脏早期发育具有极为相似的基因控制机理,果蝇已成为研究人体心脏早期发育基因控制的理想模式动物。利用化学诱变剂甲磺酸乙酯大规模地诱变影响果蝇心脏发育的基因,利用心脏特异性抗体染色进行筛选,获得了112个有心脏突变表型的致死系,其中32个致死系的心脏畸变表型有别于目前已知心脏发育基因的突变表型。细胞遗传学定位研究表明在多线染色体的13个带纹区的某些隐性致死突变基因是目前未知的,其功能可能与发育有关的基因。     

POU蛋白调节中枢神经系统发育

POU蛋白是一组DNA特异的转录调节因子,属同源异形序列超家族.发育过程中,POU蛋白编码基因在中枢神经系统各部位的时空性表达决定神经细胞的发育与分化.     

果蝇心脏发育基因调控的研究进展

果蝇心脏的发育是一个受到一系列基因共同调控的复杂过程,这些基因在脊椎动物和无脊椎动物果蝇中具有惊人的相似性,对于它们功能的研究将有助于揭示人类心脏发育的过程及分子控制机理.通过将果蝇作为一种重要的模式动物,对心脏发育基因调控的研究进展作一综述.     

同源异形域结构及对DNA的识别

同源异形域蛋白是真核生物中一类重要的转录因子.根据同源盒基因及其同源异形域产物的肤链结构可以分为多种家族.文章综述了同源异形域与DNA结合的一般特点.并叙述了Antp、POU等重要类型的转录因子如何识别DNA位点、HTH及其他蛋白质在识别中如何起作用.     

果蝇DNA甲基化研究进展

DNA甲基化是表观遗传调控的重要机制,但果蝇很久以来被认为是一种缺乏甲基化的模式生物。近年来才证实果蝇基因组中有5′-甲基胞嘧啶残基的存在,其DNA甲基化水平在胚胎发育早期达到最高,总体水平低于脊椎动物及植物。果蝇拥有一个包含dDNMT2和dMBD2/3的简单甲基化修饰系统,其分别与哺乳动物中的DNMT2家族及MBD2/MBD3蛋白高度同源。果蝇DNA甲基化模式和特点可能随果蝇种类不同而不同。文章对果蝇DNA甲基化特点及其功能研究进展进行了综述。     

DEAD／H盒超家族新成员—人DDX36和小鼠Ddx36基因的分子克隆和特性

果蝇的基因组序列已经测定 ,因此它是结构基因组学和功能基因组学研究的最为理想的一种模式生物。果蝇中具有RNA和DNA解旋酶功能的非雄基因 (maleless,mle) ,在果蝇的生殖细胞中参与基因的转录后调节。从果蝇非雄基因的全序列出发 ,使用同源克隆的策略克隆了具有长的DNA/RNA解旋酶盒 (DEAD/DEAHbox)的人和小鼠新的同源基因 ,分别命名为DDX36和Ddx36。这两个基因属于DEAD/H盒超家族新成员。人的DDX36与果蝇非雄基因在氨基酸序列上有 37%的一致性和 5 8%相似性 ,与新克隆的小鼠Ddx36在氨基酸序列上有 91 %的一致性和 94 %相似性。1 6种组织的Northern杂交结果显示 ,在睾丸中有一条信号非常强 3 .8kb的杂交带 ,其余组织中不表达或仅可见一条非常微弱的 3.8kb的杂交带。定位分析表明该基因位于染色体 3q2 5 .1～ 3q2 5 .2 ;结构分析初步确定有 2 6个外显子和 2 5个内含子。DDX36和Ddx36基因可能与性别分化、精子发生和男性生育有关     

大熊猫Dmrt基因家族4个成员基因的克隆

果蝇Doublesex基因、线虫Mab-3基因和人类DMRTI基因均含有一个新的具有DNA结合能力的保守基序,即DM结构域。它们在性别决定和分化发育的调控过程中具有相似的功能。通过简并PCR克隆技术,扩增和克隆了大熊猫基因组中的DM结构域,得到了4个具有不同DM序列的克隆。结果显示,在大熊猫基因组中存在Dmrt基因家族的多个成员。该基因家族在脊椎动物和非脊椎动物都具有高度的进化保守性。