高流动性蛋白基因过量表达对果蝇发育的影响

HmgD基因编码果蝇高流动性蛋白（High mobility group proteins, HMG）的同源物,它可以参与染色质的组装。目前关于HMGD蛋白在果蝇胚胎发育过程中的作用尚无定论。我们采用UAS-Gal4系统,通过功能获得性突变的方法研究了HmgD基因过量表达对果蝇发育的影响。结果表明：HmgD过量表达对果蝇胚胎期发育的影响较弱,而对后期幼虫的发育具有很大的影响;HmgD过量表达的果蝇胚胎死亡率增高,但这种影响不是很大,因为一部分胚胎仍然能够发育至成体;但是当HmgD在广泛表达的Gal4驱动子（ActGal4）的控制下过量表达时导致子代大量死亡,特别是用4个拷贝的转基因果蝇进行杂交时,后代中的突变型在三龄幼虫末期全部死亡;部分突变型幼虫体内长有黑色素瘤,其血淋巴中的血细胞数量极显著地高于野生型。RT-PCR分析表明,突变幼虫中与血细胞增殖有关的Ras-MAPK途径和Toll途径被异常激活。这些结果显示：HmgD过量表达可能引起染色质结构疏松,激活了特定的转录因子,从而引发了三龄幼虫期异常的转录调控,并导致幼虫死亡。     

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.     

控制果蝇心脏早期发育的基因研究进展

果蝇心脏早期发育与脊椎动物乃至人具有相似的分子机理,自90年代以来,通过P转位子诱变方法已鉴定出20多个与果蝇早期发育相关基因,这为揭示人体心脏发育的基因调控机理提供了重要的依据。     

hedgehog基因家族与果蝇和脊椎动物的发育

hedgehog(hh)家族基因编码一类分泌性信号分子,在果蝇的体节和成虫盘、脊椎动物的神经管、体节和肢的图式形成中具有重要作用。HH蛋白经过自我剪切形成两种产物,HH-N和HH-C。其中HH-N具有全部的信号活性。HH蛋白的自我加工过程可对HH-N进行修饰而影响其空间分布。     

Vax基因与视觉神经系统的早期发育

视觉神经系统的发育与形成是一个相当复杂的过程,其基因调控机理是神经发育生物学领域的研究热点.Vax基因家族是新近发现的一类与视觉神经系统发育密切相关的同源异型盒基因,调控前脑、眼原基、视泡、视柄以及视网膜的发育.Vax-1参与色素上皮和视柄的分化;Vax-2则在视网膜及视神经背腹轴建立方面起重要作用.Vax基因的研究将对阐明视觉神经系统发育调控机制提供新的认识.     

睾丸优势表达的Boule蛋白影响果蝇发育

boule基因是屈指可数的高度保守、横跨后生动物的调控多个物种精子发生所不可或缺的基因.在果蝇中,boule基因突变体bol1可导致雄性不育,而boule基因的大片段缺失突变体boule40却表现了致死表型,提示boule可能在胚胎发育过程中也起到一定的作用.为了验证这一假设,首先,本团队利用RT-PCR检测了boule基因在不同组织中的表达情况,并构建了GFP敲入突变体检测Boule蛋白在不同组织中的分布,结果表明boule mRNA及Boule蛋白在发育过程及成蝇的头、胸、腹中均存在.其次,构建了boule基因完全缺失突变体,发现在不同发育阶段均有致死发生.为了探寻这种影响是来自boule基因产生的蛋白还是非编码RNA或是内含子产生的未发现的基因,本团队又构建了boule基因单碱基缺失的移码突变体,发现同样有致死现象.最后,全身性过表达Boule蛋白也可导致果蝇发育过程中的逐渐死亡.以上结果都说明,果蝇体细胞中的Boule蛋白在发育过程中起重要作用,并需要进行精确调控.这一睾丸以外的作用目前只在昆虫中发现.     

miR-252-5p通过靶向调控保幼激素酸甲基转移酶基因JHAMT的表达而影响果蝇变态发育

【目的】保幼激素酸甲基转移酶(juvenile hormone acid methyl transferase, JHAMT)是保幼激素(juvenile hormone, JH)合成通路中的关键限速酶。本研究旨在筛选并验证靶向调控黑腹果蝇Drosophila melanogaster JHAMT转录表达的miRNA,揭示miRNA在JH生物合成中的作用机理。【方法】首先通过miRanda, TargetScan和microT-CDS在线网站对靶向黑腹果蝇JHAMT的miRNA进行预测,取3个网站均能预测到的miRNA作为候选靶向JHAMT的miRNA;利用双荧光素酶系统对候选miRNA与JHAMT的靶向关系进行验证;qRT-PCR检测候选miRNA与JHAMT在黑腹果蝇生长发育中的表达模式;利用qRT-PCR和果蝇GAL4-UAS系统分别检测黑腹果蝇咽侧体中超表达miRNA对JHAMT的表达以及对黑腹果蝇变态发育的影响。【结果】 miRanda, TargetScan和microT-CDS分别预测到5, 18和16个靶向JHAMT的miRNA,共同预测到4个miRNA,分别是miR-252-5p, miR-277-3p, miR-1002-5p和miR-987-5p。双荧光素酶检测结果表明,miR-252-5p mimics可显著降低野生型JHAMT 3′UTR荧光素酶报告基因载体所表达的荧光素酶活性,而JHAMT 3′UTR区中miR-252-5p结合位点突变后,该抑制作用被解除。qRT-PCR检测结果表明,miR-252-5p与JHAMT在黑腹果蝇卵、幼虫及预蛹期的转录表达模式相反。咽侧体中超表达miR-252后,可显著降低JHAMT和JH初级反应基因Kr-h1的表达水平;且表现出类似JH缺失的表型,如化蛹时间推迟、体重变轻以及蛹期死亡增加。【结论】miR-252-5p可通过靶向作用于JHAMT参与JH生物合成调控,从而影响果蝇变态发育。     

外源基因的靶向细胞表达

使外源基因在特定组织细胞中进行表达主要采用两方：一是使用靶向基因载体，这种载体可识别特定组织细胞膜上的一些分子，并与之结合，然后再将外源基因带入细胞中表达；另一种方式是使用组织细胞专一的启动子，来驱动外源基因在该细胞中的特异性表达。     

Pygo基因的细胞定位及其在果蝇发育过程中的表达(英文)

Wingless信号传导是果蝇胚胎和幼虫发育过程中的一个关键性的信号传导通路。已鉴定出来许多参与Wg Wnt信号传导的Wg或其脊椎动物同源基因Wnt下游传导通路的基因。Wg下游的Wg信号传导是由核TCF LEF 1通过Armadillo (Arm) β catenin介导的。pygopus (pygo)是一个最近发现的Wg Wnt信号传导通路新成员。通过细胞定位实验发现pygo专一性的表达在细胞核中。运用反义mRNA作探针的原位杂交技术 ,观察到了pygo基因在果蝇胚胎中的表达特性。虽然pygo普遍表达于果蝇胚胎发生全过程 ,但pygo在前囊胚层 (pre blastoderm)中的表达水平相对较高 ,这说明胚胎发生过程中来自母方的贡献较高。在幼虫组织 (包括翅成虫盘 ,眼成虫盘和腿成虫盘 )的发育过程中 ,pygo的表达水平总的来说比较低。然而 ,比较翅成虫盘 ,眼成虫盘和腿成虫盘的pygo表达水平 ,则在翅成虫盘和腿成虫盘pygo的表达水平相对较高。     

Hedgehog基因家族与动物发育及发育异常

Hedgehog蛋白是在果蝇中首先发现的分泌蛋白,在脊椎动物中一些Hedgehog类似物已经被鉴定出来,形成一个Hedgehog蛋白家族。Hedgehog家族与动物发育的许多过程有关,包括与果蝇幼虫体节极性的形成及成虫附肢等器官的形成有关。在脊椎动物胚胎诱导、模式形成和许多不同组织的形态发生中起作用。另外,hedgehog通路的异常活化可以导致发育异常及基底细胞痣综合征和前脑无裂畸变等一些严重的疾病的发生。     

利用RNAi技术研究果蝇心脏发育基因的功能

RNAi是近两年发展起来的一种阻抑基因表达的新方法。它通过导入一段与内源基因同源的双链RNA序列（dsRNA）,使内源mRNA降解,从而达到阻抑基因表达的目的。目前已在线虫、果蝇、臭虫、真菌及植物等生物中建立RNAi技术,用于研究某些特定基因或已知基因在特定发育时期的功能。对于难于获得突变体的基因或生物体,RNAi技术尤其有效。虽然果蝇心脏发育基因wingless和tinman在果蝇心脏发育的早期功能已经清楚,它们都与果蝇心脏前体细胞的形成有关,但它们在果蝇心脏发育的后期功能仍有待进一步研究。实验运用RNAi技术,分别将tinman和wingless的dsRNA注入果蝇的早期胚胎,得到了这两个基因的dsRNA干扰表型,与两个基因的突变体表型非常相似,都表现为果蝇心脏前体细胞不能形成或心脏管缺失。尤其是tinman基因的dsRNA,还引起了肠中胚胎层缺失和体壁肌肉组织的紊乱,而wingless基因的dsRNA却只影响心脏的形成,而不影响肠中胚层,说明dsRNA干扰具有非常强的特异性,因而不失为研究果蝇心脏发育基因功能的有效方法。     

维生素A缺乏导致器官发育异常的研究进展

综述了维生素A缺乏导致脑组织、免疫系统的损伤和胚胎发育异常的研究进展,并简要概述了可能的作用机制。     

Pax基因家族在果蝇发育过程中的调控作用

Pax是一个在进化上相当保守的基因家族, 它们编码的产物是一组极为重要的转录调控因子, 并存在于从果蝇到人类的各种生物体中, 参与细胞内信号传导通路的调控, 在胚胎发育过程中对细胞分化、更新、凋亡起重要的调控作用, 影响器官和组织的形成。果蝇中已发现10个Pax基因家族成员, 它们对果蝇胚胎发育及成虫组织器官的分化有非常重要的调控作用。文章结合最新的研究进展, 就果蝇中Pax基因的结构、表达模式和主要功能做一简要综述。     

基因水平浅谈克隆动物异常发育

近年克隆技术发展迅速,为避免器官移植的免疫排斥现象的出现克隆动物的研究为其提供了可能,抗病动物的研究也促进了畜牧业的发展。不管在医学还是畜牧业的发展都具有广泛的应用前景,但目前克隆动物的成功率很低,大部分胚胎不能发育到个体,而且发育为个体后异常发育频频出现。本文主要在基因水平对导致克隆动物异常发育的原因作了简要的分析。     

microRNA与神经系统发育

microRNA(miRNA)介导的基因沉默是生物体内普遍存在的重要基因表达调控方式,其调控失常与很多人类疾病相关.miRNA在神经组织表达丰富.神经系统miRNA的功能研究是近年非常活跃的新领域.基于近期的研究进展,本文重点讨论了miRNA在神经轴模式化、神经元命运决定、神经细胞发生、神经元突触形成及成熟神经元突触重塑中的重要作用.     

果蝇心脏发育标记基因Kruppel的多克隆抗体制备

Kruppel在果蝇发育过程中起着重要的调控作用。为了进一步研究Kruppel的功能,需要制备Kruppel蛋白及其抗体.对已有的Kruppel序列进行分析,选取适当区域进行引物设计,从果蝇心脏cDNA文库中PCR扩增得到Kruppel部分编码区序列,并其连接到pET-28a载体上。将重组质粒（pET-28a-Kruppel）转化rosetta受体菌,通过IPTG（Isopropylβ-D-thiogalactoside）诱导表达融合蛋白,用镍柱进行亲和纯化。将纯化得到的融合蛋白免疫新西兰大白兔制备多克隆抗体,并用Western blot检测抗体的效价。     

神经系统特异表达基因调控机理的研究进展

神经系统特异性基因正确的时空表达受细胞内外信号的调控,信号传导途径最终的靶位点是能结合特异转录因子的DNA序列.目前发现的决定神经系统基因特异性表达的顺式作用元件既有增强子,也有沉默子.它们可以特异性地增强基因在神经系统的表达,或特异性抑制基因在非神经系统的表达. 顺式元件要发挥这些作用,依赖于与其结合的反式因子,而这些反式因子又能与其他蛋白质或DNA序列发生互动, 通过协调作用,共同决定基因的时空表达顺序.     

雌激素与神经系统发育

在神经系统发育的早期阶段,某些脑区的神经元表达催化细胞内雌激素合成的关键酶——芳香酶。同时,在相同区域有雌激素受体的表达。因此可以推测：神经元合成的雌激素可能通过雌激素受体影响神经系统的发育。结合近期的研究进展,本文从以下四个方面初步回答此问题：（1）雌激素对大脑皮层神经元的存活、迁移、聚集的促进作用;（2）雌激素对海马神经元突触形成以及海马不成熟神经细胞增殖的影响;（3）雌激素对背根神经节内感觉神经元存活的调节;（4）雌激素对神经前体细胞增殖、分化的影响。     

糖尿病导致大鼠胃组织CytC异常表达

探讨糖尿病引起胃组织形态功能异常的相关机制具有重要的临床指导意义。本实验将sD雄性大鼠适应性喂养1周,选择血糖正常者40只,随机分为对照组与模型组。造模前禁食12h,自由饮水,模型组大鼠用0．1mmol／L柠檬酸缓冲液配制的2％链脲佐菌素（STZ）60mg／kg一次性腹腔内注射,3日后禁食不禁出6h,采尾血测空腹血糖,     

神经嵴发育异常导致综合征型耳聋的机制

综合征型耳聋(Syndromic hearing loss, SHL)现已报道400多种,大多数发病率低,临床常见的有Waardenburg综合征(WS)、先天性小耳畸形综合征、前庭导水管扩大综合征等。因SHL具有极强的临床和遗传异质性,所以对其遗传基础及发病机制的研究变得十分困难。以SOX10和PAX3为中心的基因作用网络引起的神经嵴细胞功能异常与WS、小耳畸形及前庭导水管扩大等表型相关。本课题组前期研究也证实该基因网络参与WS的发病机制。文章针对神经嵴发育异常导致相关综合征型耳聋的发病机制的研究进展进行了系统的阐述,分析并归纳了与综合征型耳聋发病相关的神经嵴发育异常基因互作网络,以期为系统地研究常见综合征型耳聋致病基因的定位克隆以及发病机制提供研究思路和理论基础。