果蝇干细胞研究进展

本文主要介绍了果蝇五种干细胞,包括生殖干细胞、神经干细胞、造血干细胞、小肠干细胞、肾干细胞及其微环境（niche）的组成成份;简述了五种干细胞系统对应的分子标记;最后重点介绍了调控每种干细胞系统的信号通路。     

E3泛素连接酶基因CG4911敲除和功能的初步研究

蛋白质的泛素化是一种重要的翻译后修饰过程,参与调控细胞周期、基因转录、信号转导、炎症反应和干细胞的维持等过程。泛素连接酶E3（ubiqutin ligase）是泛素化过程中关键酶。但许多E3基因在发育中的功能和作用机制还不明确。该研究以黑腹果蝇为模式动物,研究泛素连接酶家族一个重要基因CG4911的功能及分子机制。获得CG4911基因敲除果蝇,CG4911敲除果蝇纯合子可活。原位杂交结果显示,CG4911在胚胎发育早期表达。通过构建CG4911-pUAST-3HA重组子转染Hela细胞,确定CG4911定位于细胞质中,其表达并无修饰作用,并且过表达基因CG4911可导致背板发育缺陷。该研究首次获得了CG4911基因敲除果蝇和CG4911转基因果蝇,并初步探索了F-box基因CG4911的功能,为进一步阐明泛素连接酶的功能及分子机制提供了科学依据。     

分子.形态.进化（续）

分子·形态·进化（续）马德如（南开大学分子生物学研究所,天津３０００７１）关键词异位同形盒,发育,进化Ｗ．ＭｃＧｉｎｎｉｓ等（１９９０）的转基因果蝇实验表明,人ＨＯＸＤ４基因可替代果蝇Ｄｆｄ基因,鼠ＨｏｘＢ６基因可替代果蝇Ａｎｔｐ基因,在果蝇胚胎发育...     

同源异形盒基因是造血细胞分化的一种潜在性调节因子

同源异形盒(homeobox)基因是最先在果蝇中发现的一段长约180碱基对的DNA片段,这些基因影响果蝇的早期发育,并能编码出高度保守的DNA结合区域。近来,在一些脊椎动物中亦分离到同源异形盒基因,这些基因在脊椎动物中的胚胎期表达形式类似于果蝇。因此,一些脊椎动物同源异形盒基因可能控制早期发育,并且可能在成年分化过程中起重要作用。T、B淋巴细胞等血液细胞是从造血干细胞分化来的。实验结果表明,同源异形盒基因可能参与造血细胞分化的控制。     

《自然-细胞生物学》：胰岛素和营养可阻碍造血干细胞分化

近日来自加州大学洛杉矶分校的干细胞研究人员在新研究中发现胰岛素和营养可以阻碍果蝇中的造血干细胞分化为成熟血细胞。这一研究发现表明应对饮食的变化来研究人体的炎症反应和血液形成机制。相关研究论文发表在3月儿日的《自然-细胞生物学》（Nature Cell Biology）杂志上。     

Piwi家族:干细胞分裂中的重要调控基因

Piwi是果蝇卵巢中发现的一个对干细胞的分裂有调控作用的基因。Piwi家族蛋白的表达在各种生物中具有广泛的保守性,而且大多参与干细胞自我更新的调控。在果蝇卵巢中,Piwi对生殖干细胞的调控方式包括外源调控和内源调控两种,而高等动物中的同源物Hiwi只以自调控的方式控制干细胞的分裂和分化。Piwi家族蛋白含有保守结构域Piwi box和PAZ。在果蝇中Yb是Piwi信号途径的上游。     

果蝇生殖腺干细胞和它们的微环境

干细胞微环境是由容纳一个或多个干细胞,并控制干细胞自我更新和子代细胞产生的组织细胞以及细胞外基质组成。干细胞必须在微环境内才能增殖,才能保持自我更新的特性。通过对果蝇生殖腺干细胞微环境的结构及其产生的信号路径（该路径可以调节干细胞自我更新）的研究,发现微环境中支持细胞和它们发出的信号路径在调节干细胞的增殖和分化中起重要的作用。     

基于果蝇口腔感染的肠道训练免疫模型研究（英文）

目的 利用果蝇作为遗传工具从个体和分子层面研究果蝇的训练免疫效应,并为后续深入研究其分子机制提供依据。方法 首先构建无菌果蝇模型,在此基础上构建果蝇成虫及跨发育阶段训练免疫模型,用两种革兰氏阴性菌——胡萝卜软腐欧文氏菌（Erwinia carotovora carotovora 15）及铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）分别经口腔感染果蝇。在第一次感染完全消退后进行再次感染,然后通过比较果蝇在两个感染阶段的存活率和细菌量来衡量训练免疫的潜在效果。通过实时荧光定量PCR检测相应先天免疫相关基因的表达水平,研究革兰氏阴性菌对免疫缺陷（IMD）通路的诱导作用。结果 果蝇成虫及幼虫初次感染均可提高二次感染后的生存率、细菌清除效率及死亡时能承受的最高细菌负荷;二次感染的果蝇中,IMD通路中免疫反应基因的基础表达比未感染的高,这提供了获得感染抗性的分子基础;果蝇的免疫反应主要发生在中肠,二次免疫比初次免疫的效应更迅速且剧烈;二次免疫的果蝇中,肠道干细胞的数量显著多于初次感染。结论 果蝇肠道中强大的训练免疫可由同源或异源革兰氏阴性菌口腔感染引发,且免疫记忆可在整个发育阶段持...     

果蝇长寿基因methuselah的研究进展

果蝇Drosophila 3号染色体上methuselah （mth）基因发生突变后, 成年果蝇的平均寿命会延长约35%, 并且对一系列外界胁迫因素如饥饿、 高温、 百草枯（可产生强氧化性自由基）的耐受性会显著增强。研究表明mth编码的Mth蛋白属于B家族G蛋白偶联受体（G protein-coupled receptor, GPCR）, 其内源性配体是sun基因编码的小分子肽Stunted。现已发现敲除sun基因或者过表达Mth受体的肽类拮抗剂均能延长果蝇的寿命。Mth受体是目前发现的首个与动物衰老调控相关的GPCR, 该受体除了具有GPCR典型的7次跨膜结构外, 还具有其独特的胞外结构域, 该胞外结构域能够与多种配体结合。Mth受体的生理功能主要体现为： 维持生物体内环境稳态和新陈代谢的平衡, 参与调控果蝇的寿命、 应激反应、 雄性种系干细胞数量和感知运动能力等。目前对Mth受体的研究尚处于起步阶段, 其工作机理的解析对于我们揭示GPCR如何参与寿命的调节具有重要意义, 为我们开发延长人类寿命的新药提供了可能。鉴于此, 本文主要对果蝇Mth受体的结构功能、 配体及其寿命调控信号转导通路等方面做了总结, 并对Mth受体寿命调控信号通路的实用研究价值做了一些展望。     

离子通道蛋白在果蝇大脑神经上皮干细胞发育中的功能研究

离子通道蛋白作为神经系统的重要组成部分,在早期神经细胞发育中的作用却没有被研究过。基于神经发育在果蝇与小鼠间的保守性,果蝇幼虫大脑视觉中心可作为很好的模型来筛选参与神经干细胞行为调节的基因。文章通过体内RNA干扰和失活突变体来研究重要的钙离子通道和钾离子通道蛋白对神经干细胞的调节作用。结果表明,这些蛋白表达水平降低和shaker蛋白完全失活均对果蝇幼虫大脑神经干细胞的发育无影响。     

果蝇肠道干细胞研究进展

对果蝇Drosophila melanogaster Meigen肠道干细胞的研究现已触及生物学的很多方面,目前对这类细胞的研究主要集中于干细胞的小生境、信号路径的调控和细胞的分化,本文阐述了果蝇肠道干细胞研究方面的最新进展。果蝇肠道干细胞和脊椎动物肠道干细胞有诸多类似之处,所以弄清果蝇肠道干细胞的机理,可以为复杂的脊椎动物肠道干细胞研究提供了一定的理论基础。     

缺失Df(3R)Espl3/TM6C基因片段影响黑腹果蝇的睡眠时间

【目的】果蝇的睡眠活动具有生物节律性, 可受到基因的调控。为了寻找影响果蝇睡眠时间的基因, 本研究对与果蝇睡眠时间相关的基因型进行了筛选。【方法】选择黑腹果蝇Drosophila melanogaster基因缺失系5601, 8904, 7061, 7146, 27327, 669, 8103, 691, 9697, 24416, 26525, 5411, 3096, 5877和7682的7日龄成虫和野生CS品系7日龄成虫为研究对象, 利用果蝇活动监测器系统（Drosophila Activity Monitoring System, DAMS）, 记录果蝇的睡眠时间, 累计计算24 h内果蝇睡眠时间, 将测得的各品系果蝇睡眠时间进行对比分析。【结果】与野生型CS品系7日龄成虫相比, 缺失Df(3R)Espl3/TM6C基因片段的 5601品系7日龄成虫睡眠时间明显缩短（P<0.001）。【结论】缺失Df(3R)Espl3/TM6C基因片段与果蝇睡眠有关。本研究结果为揭示影响果蝇睡眠时间的基因提供数据支持, 进而为研究人类睡眠提供线索。     

1999年全国普通高等学校招生统一考试上海生物学试卷(二)

（上接１９９９年第１２期第３９页）　　４４　果蝇的红眼（Ｗ）对白眼（ｗ）为显性，这对等位基因位于Ｘ染色体上，下图表示一红眼雄果蝇与一红眼雌果蝇分别通过减数分裂产生配子，再交配生出一白眼雄果蝇的过程，请据图回答：　　（１）写出图Ａ、Ｂ、Ｅ细胞的名称：ＡＢＥ（２）画出图中Ｃ、Ｄ、Ｇ细胞的染色体示意图。凡Ｘ染色体上有白眼基因的用φｗ记号表示。　　（３）若精子Ｃ与卵细胞Ｆ结合，产生后代的基因型为，表现型为。（４）若亲代红眼雌果蝇与一白眼雄果蝇交配，则子代总数中出现雄性红眼果蝇的概率为，出现雌性白眼果蝇的…     

肠黏膜更新的源泉——小肠干细胞

随着细胞分选和基因标记技术逐渐成熟,干细胞研究由原来的干细胞移植雏形—骨髓移植研究逐步发展成为一个新兴的学科。作为机体内细胞更新最快的组织器官之一——小肠,其干细胞的研究日益受到人们的关注。由于小肠黏膜单层上皮细胞的简单结构和特有的昼夜更新节律,小肠干细胞成为继造血干细胞和皮肤干细胞之后新的研究热点。同时,由于部分肠道疾病导致的黏膜破坏,肠功能难以自我代偿,小肠干细胞移植为肠黏膜的再生和肠功能的恢复提供了新的前景。     

铃木氏果蝇不同地理种群中Wolbachia的检测和系统发育分析

铃木氏果蝇Drosophila suzukii是原产于东南亚地区的重要果树害虫, 近年来传入北美和欧洲等地区造成严重的危害。本研究利用Wolbachia的16S rDNA和wsp基因特异引物（分别为16S-F/16S-R和81F/691R）对铃木氏果蝇7个地理种群（中国的5个种群、 韩国的1个种群和美国的1个种群）的Wolbachia进行了PCR检测并对检测结果进行了比较; 对感染个体体内Wolbachia的16S rDNA基因片段进行测序, 确定了我国铃木氏果蝇体内Wolbachia的分类地位。基于Wolbachia的16S rDNA基因特异引物检测结果发现, 我国5个铃木氏果蝇种群广泛感染Wolbachia（感染率36.7%~80.0%）, 而韩国和美国2个种群均未检测到该菌的感染。而利用wsp基因特异引物无法检测到该菌。基于Wolbachia的16S rDNA基因构建系统发育树表明, 我国铃木氏果蝇种群感染的Wolbachia全部属于A组。这些结果为研究Wolbachia感染对铃木氏果蝇生物学及生态学的影响奠定了基础。     

由胰岛素调控PI3激酶引发的果蝇滞育的自然变异

Williams等人的研究把果蝇在越冬策略及滞育方面的自然变异与由胰岛素调控的磷脂酰肌醇3-激酶（PI3-激酶）基因-Dp110联系在了一起。通过运用Dp110删除和转基因果蝇中的基因组学补救片断的方法，结果表明，滞育而引起的生殖停滞，与Dp110基因有关。Dp110基因的删除增加了滞育个体的比例，然而，Dp110基因在不包括视觉系统的神经系统中的表达却能减少滞育个体的比例。     

Bmrbp1基因在家蚕染色体上的定位(简报)

果蝇是生物性别调控的重要参考模式生物之一,其性别决定是由X染色体与常染色体的比值（X：A）所决定。此性别决定初级信号通过下游基因sex-lethal（sxl）、transformer（tra）、doublesex（dsx）等选择性拼接的级联调控作用,最终使果蝇发育为雌性或雄性。rbp1是参与果蝇雌特异性拼接的一个重要拼接因子,属于丝氨酸精氨酸富集蛋白家族,是常染色体上的单拷贝基因,它通过调节dsx前体mRNA的选择性拼接来调控果蝇的性别。[第一段]     

果蝇翅原基发育分化的主要过程及分子机理

翅原基发育分化与昆虫的个体发育紧密联系, 对昆虫翅发育的研究有助于阐述昆虫的发育过程。另外, 翅的形成是一些农林害虫泛滥的主要原因之一, 研究翅发育分化有助于我们从翅发育的角度控制农林害虫。目前, 翅发育分化在果蝇Drosophila中研究已较为深入详细。果蝇翅发育分化主要包括4个阶段： 翅原基（wing disc）的确定, 前-后（antero-posterior, A-P）和背-腹（dorso-ventral, D-V）组织中心（organizing center）的建立, 翅区（wing region）的确定, 以及翅区的进一步分化。具有homeobox序列的基因（homeobox 基因）如Engrailed (En)、 Apterous (Ap)和Ultrabithorax (Ubx), 分泌蛋白如Wnt家族成员Wingless (Wg)及TGF-β超家族成员Decapentaplegic (Dpp)和Hedgehog (Hh), 以及翅原基特有的核蛋白编码基因Vestigial (Vg), 共同调控了翅原基的正常发育分化。本文综述了果蝇翅原基发育分化的过程及分子机理方面的研究发现, 为翅原基的研究提供了参考。     

OAZ在果蝇大脑发育中的功能研究

OAZ基因编码在进化上保守的C2H2型O/E相关锌指蛋白,参与基因转录的调控。TGF-β信号传导通路中OAZ通过与SMAD4/R-SMAD结合形成转录复合物发挥作用;Olf1/EBF作为转录因子与OAZ相互作用来调控嗅觉上皮细胞和B淋巴细胞的分化。此外,OAZ是JAK/STAT信号通路的下游候选靶基因。但是迄今为止OAZ在果蝇大脑发育的功能还没有研究。果蝇大脑视叶作为一个相对简易操作的模型为我们揭示早期神经干细胞的增殖和转化机制创造了条件,为加快理解哺乳动物早期神经发生过程以及进一步开展神经干细胞治疗提供可能。本研究通过RNA干扰来研究OAZ在果蝇大脑发育中的作用。我们的初步实验结果表明,OAZ对果蝇大脑视叶神经上皮细胞的维持可能不是必需的,OAZ对果蝇大脑视叶神经板和脑髓神经节的发育也可能不是必需的。     

利用GAL4-UAS系统在果蝇中过表达研究人类基因功能

随着人类基因组测序的基本完成 ,大量新基因被发现 ,其中许多只有序列及基因组定位信息。新的焦点是这些新基因的功能研究。模式生物果蝇对此起重要作用。利用转基因果蝇和GAL4 UAS系统初步鉴定功能基因 ,建立了源于 10个不同人类基因的共 5 4个转基因果蝇品系 ,然后用 6种不同的GAL4诱导这些转基因在果蝇中过量表达。其中一个人类基因 ,延伸因子 1alpha 1(EF1α 1)的过表达导致果蝇的背板异常和糙眼表型。该研究表明可在果蝇中利用基因过表达策略初筛人类功能基因 ,这为大规模人类基因的功能研究提供了新的手段