我国文昌鱼研究50年

文昌鱼是研究脊椎动物起源与进化十分珍贵的模式动物。近50年来,我国在文昌鱼生物学研究方面取得很大进展。本文系统介绍了我国学者在文昌鱼发育、免疫和进化方面所取得的研究成果。     

白氏文昌鱼单个体基因组BAC文库的构建

隶属于头索动物亚门的文昌鱼是现存生物中最近似于脊椎动物亚门直接祖先的一个类群, 具有重要的进化地位, 是研究脊椎动物原始祖先的重要材料和模式动物。随着文昌鱼实验室连续繁殖的成功, 全基因组测序成为中国文昌鱼模式化急需完成的工作之一。文章从单条雄性白氏文昌鱼精巢组织中提取高质量的基因组DNA, 经EcoRⅠ限制性内切酶和EcoRⅠ甲基化酶酶切, 脉冲场电泳选择合适酶切DNA片段, 连接线性磷酸化的载体pCC1BAC, 转化大肠杆菌EPI300 E. coli, 构建了含有44 706个克隆的全基因组BAC( Bacterial artificial chromosome)文库, 该文库平均插入片段80 kb,具有9倍的基因组覆盖率, 基本能够满足功能基因等研究需要, 为中国文昌鱼全基因组测序打下基础。     

脊椎动物的进化

脊椎动物是脊索动物门中的一个亚门,它构造进步、种类繁多(化石的和现生的),各大类间的进化关系比较清楚,且最后进化出我们人类自己,因而被人们所重视,并乐于了解它们的进化历程。脊索动物无疑是从无脊椎动物进化来的。但到底哪一类无脊椎动物是脊索动物的祖先?各说不一,几乎各大类无脊椎动物均被考虑过,终无定论。目前比较占优势的一种说法认为棘     

文昌鱼免疫防御相关组织、细胞及基因研究

文昌鱼不仅对于进化学的研究至关重要,在比较免疫学研究中也是一种重要的模式生物.研究文昌鱼免疫相关组织、细胞和基因对了解脊椎动物免疫防御系统的进化十分重要.本文利用电子显微镜对文昌鱼免疫相关组织和细胞的超微结构进行了研究.同时,本文还采用原位杂交方法对文昌鱼中与脊椎动物免疫相关基因同源的基因TLR1,C1Q,ECSIT,SoxC,DDAHa和NOS的表达模式进行了研究.结果显示,在文昌鱼免疫防御过程中,其表皮、腮和肠道上皮可能起重要作用;在体腔和淋巴隙中存在的巨噬细胞可能是文昌鱼体内起重要免疫功能的细胞;TLR1,C1Q,ECSIT,SoxC,DDAHa和NOS的表达模式说明这些基因可能在免疫防御过程中起作用.     

文昌鱼—研究脊柱动物起源和进化的模式动物

长久以来,文昌鱼一直被认为和生活在约5亿年前的脊椎动物的直接祖先相似。由于文昌鱼在进化上的重要性,它在动物学研究史上发挥着关键作用,近100多年来,文昌鱼作为研究对象曾数次受到动物学界青睐或冷落,大约10年前,随着分子生物学技术应用于文昌鱼研究,又激发了动物学家对文昌鱼的研究兴趣,又一次出现在文昌鱼研究的高潮,并且一直持续至今,分子生物学研究结果表明,文昌鱼样生物可能是环节动物样动物和最早的脊椎动物之间的进化中间体,因此,文昌鱼在动物学研究史上好像绕了个大圈又回到了原处,在被忽视一段时间之后,又重新占据脊椎动物起源和进化研究中心舞台的位置,成为研究脊椎动物起源和进化的模式动物。     

文昌鱼抗金葡菌感染差减文库的构建及免疫相关基因分析

适应性免疫的起源一直是免疫学研究的关键问题.文昌鱼被认为是最接近于脊椎动物的祖先 自从被发现以来一直是研究脊椎动物起源与进化机制的经典模式动物.为了在文昌鱼中寻找适应性免疫系统的分子证据,采用金黄色葡萄球菌感染文昌鱼以调查免疫的起源.应用抑制性差减杂交(SSH)技术,通过对差减文库克隆序列的测定,共获得588个表达序列标签(EST).对这些EST进行生物信息学分析和进一步功能分类,发现了一些免疫上调基因,如免疫调控基因、凋亡相关基因、细胞黏附相关基因、转录相关基因、信号传导相关基因等,以及一些非免疫相关基因;这些基因在文昌鱼中绝大多数为首次报道.金黄色葡萄球菌差减文库的成功构建,为调查文昌鱼抗细菌感染的分子事件提供了重要线索,对于这些新发现基因的进一步研究将有助于深入了解免疫系统起源与进化的机制.     

文昌鱼核糖核蛋白体结构与功能的研究——Ⅰ. 文昌鱼tRNA和5SRNA的制备

本文报导了从厦门白氏文昌鱼(Branchiostoma belcheri Gray)中制备tRNA和5S RNA的方法。将文昌鱼洗净,用搅碎机破碎,然后用苯酚法提取小分子RNA。RNA粗制品经DEAE—纤维素DE22、DEAE—Sephadcx A—50和Sephadex G—100柱层析分离纯化,分别得到tRNA和5S RMA。再用12％聚丙烯酰胺疑胶电泳进一步纯化。测定了tRNA接受甘氨酸、丙氨酸和酪氨酸的活力分别为6.3％、5.2％和21％—25％。 tRNA的主要生物功能是携带与转移氨基酸参与蛋白质生物合成,并对基因表达进行调节控制。5S RNA是核糖核蛋白体的一个组分,在蛋白质生物合成中具有重要的功能,也是研究生物进化比较理想的一种生物大分子。自Hoagland等(1957)发现tRNA及Tissieres等(1959)发现核糖核蛋白体RNA后,科学工作者便广泛地开展了对tRNA和5SRNA结构与功能的研究。 文昌鱼是一种处于脊椎动物与无脊椎动物之间过渡类型的脊索动物,属脊索动物门的头索亚门,最接近脊椎动物亚门。因此对它进行深入的生化研究,在探索生物进化方面有较大的学术意义。本文报告从文昌鱼中制备tRNA和5SRNA以及tRNA接受氨基酸活力的初步结果。     

无脊椎动物的生殖和发育

无脊椎动物是动物界中除脊椎动物以外所有动物类群的总称,不是一个自然的类群(Barnesetal.,1988;Ruppert&Barnes,1994)。无脊椎动物的门类繁多,即使不算原生动物(原生生物界中的1个亚界,或根据有的分类系统它涉及3个界),亦大约有35个门之多,而脊椎动物只是脊索动物门中的1个亚门(Song&Zhou,2002)。无脊椎动物的现生种类,已知约为120万种,远远多于只有约4.8万多种的脊椎动物。更因为它们的形态极其多样,故其生殖和发育的模式自然远比我们在脊椎动物所见到的为多。从低等到高等,不同类群的无脊椎动物在细胞数目(单细胞到多细胞,在这里我们把…     

文昌鱼肌动蛋白基因家族扩增的研究(英文）

肌动蛋白是一种分布广泛而且在进化上十分保守的蛋白,它是构成细胞骨架的关键组分。肌动蛋白通常被分成肌肉型和胞质型两种类型,它们各自行使着不同的功能。在此,我们对H弗罗里达H文昌鱼基因组中的肌动蛋白基因家族进行了系统分析,发现文昌鱼中该基因家族成员多达30多个,其中很多都是连锁分布的。基因结构趋于多样, 分别包含2~7个外显子。进化分析的结果显示,文昌鱼的肌动蛋白基因家族可能通过串联重复而发生了扩增。我们还克隆了厦门文昌鱼两个不同的肌肉型肌动蛋白基因,并比较了它们在文昌鱼早期胚胎中的表达图式。结果显示,这两个基因在表达上有着细微的差别,提示文昌鱼肌动蛋白基因家族成员在功能上的分化。上述结果将有助于阐明肌动蛋白基因家族及其功能在脊索动物中的演化。     

文昌鱼肌动蛋白基因家族的扩增(英文)

肌动蛋白是一种分布广泛而且在进化上十分保守的蛋白,是构成细胞骨架的关键组分.肌动蛋白通常被分成肌肉型和胞质型两种类型,各自行使着不同的功能.在此,作者对弗罗里达文昌鱼基因组中的肌动蛋白基因家族进行了系统分析,发现文昌鱼中该基因家族成员多达30多个,其中很多都是连锁分布的.基因结构趋于多样,分别包含2～7个外显子.进化分析的结果显示,文昌鱼的肌动蛋白基因家族可能通过串联重复而发生了扩增.作者还克隆了厦门文昌鱼两个不同的肌肉犁肌动蛋白基因,并比较了它们在文昌鱼早期胚胎中的表达图式.结果显示,这两个基因在表达上有着细微的差别,提示文昌鱼肌动蛋白基因家族成员在功能上的分化.上述结果将有助于阐明肌动蛋白基因家族及其功能在脊索动物中的演化.     

亚·奥·柯瓦列夫斯基与脊索动物

亚历山大·奥努夫里耶维奇·柯瓦列夫斯基(1840—1901),是十九世纪俄国生物学家,进化论比较胚胎学的开创人。他和梅契尼科夫合作,采用比较的方法,在世界上首次广泛研究无脊椎动物的胚胎发育。证明无脊椎动物与脊椎动物都有相似的胚层,各胚层发育而成的组织、器官也基本相似,建立了胚层学说,肯定了无脊椎动物与脊椎动物的亲缘关系。他还对多种脊索动物的个体发育进行了精深的研究。关于文昌鱼研究的科学记载也是他在《蛞蝓鱼的发育》一文中,首先指出了文昌鱼发育过程中的双重性。在胚胎发育上,像脊椎动物的胚胎通过相似阶段而发育;但在早期又…     

鱼类脑垂体的结构特征

鱼类脑垂体的结构同其他脊椎动物一样,由两部分组成:神经垂体(神经成分),来自间脑底部向下突出的指状突起;腺垂体(咽部成分),来自外胚层上皮构成的口腔顶壁向上的突起。在这两种成分中,还有中胚层形成的血管网,形成脑垂体的血管供应。脑垂体的系统演化可追溯到原始脊索动物(如文昌鱼),它有两个器官引起人们的注意,即漏斗器和哈氏窝。漏斗器是位于脑泡底部的一个凹陷,由具长纤毛的柱状细胞构成,细胞内含有一些颗粒,使这些颗粒着色的染料也能使脊椎动物下丘脑和神经垂体内的神经分泌细胞的颗粒着色。哈氏窝在文昌鱼幼体是口笠里面背部的一个沟…     

文昌鱼肝盲囊与脊椎动物肝脏起源

早期形态和胚胎学研究结果表明, 文昌鱼哈氏窝、内柱和肝盲囊分别是脊椎动物脑垂体、甲状腺和肝脏的同源器官。文章总结了近年来有关文昌鱼肝盲囊与脊椎动物肝脏之间关系的研究成果, 揭示文昌鱼肝盲囊和脊椎动物肝脏具有同源性, 并证明文昌鱼中存在类似脊椎动物的GH/IGF (Growth hormone/insulin-like growth factor)和TH/THR (Thyroid hormone/thyroid hormone receptor)信号通路, 为脊椎动物肝脏起源于文昌鱼肝盲囊样结构提供了分子水平证据。     

文昌鱼哈氏窝结构与功能研究进展

评述了最近20多年来,国内外学者用多种技术和方法证明文昌鱼哈氏窝能够分泌多种类似脊椎动物脑垂体激素,如促性腺激素、促甲状腺素、催产素和生长激素,为100多年前勒格罗（Legros）提出文昌鱼哈氏窝与脊椎动物脑垂体同源的推测提供了确凿可靠的证据,并进一步发现哈氏窝是调节文昌鱼性腺发育和成熟的内分泌中枢。     

文昌鱼生殖内分泌生理学研究进展

近１０多年来,文昌鱼生殖内分泌生理学研究取得新进展,先后发现了文昌鱼脑泡和哈氏窝能够合成类似哺乳动物和鱼类促性腺激素,文昌鱼体内存在ＬＨ－ＲＨ、性腺组织能够合成性类固醇激素,以及在文昌鱼神经系统存在多种与调节生殖活动有关的神经递质,表明文昌鱼开始建立了类似脊椎动物,原始的生殖激素调控系统。     

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。     

文昌鱼左右体轴建立机制的研究进展

两侧对称动物左右体轴建立机制研究是发育生物学领域重要的基础科学问题之一。文昌鱼(amphioxus)由于其特殊的进化地位以及与脊椎动物相似的胚胎发育模式和身体构筑方式,是研究动物左右体轴建立机制的理想模式物种。近年来随着文昌鱼室内全人工繁育技术、高效显微注射技术和基因敲除技术的建立,国内外学者在左右体轴建立机制研究上取得了丰硕的成果。本文从文昌鱼胚胎左右不对称发育特点出发,总结了近期文昌鱼左右体轴建立方面取得的研究进展,并提出了文昌鱼左右体轴调控网络图:纤毛运动导致Hh蛋白在文昌鱼中不对称分布(L相似文献   

厦门文昌鱼早期胚胎发育的观察

文昌鱼的胚胎发育是脊索动物的典型范例。欧洲文昌鱼Branchiostoma lanceplatum Pallas的正常发育已由(1866)、Hatschek(1881)和Conklin(1932)等详细地描述过。厦门文昌鱼B.belcheri Gray的基本构造及发育过程和欧洲的相似。是动物学和胚胎学教学上及实验胚胎学研究上的理想材料,所以正常发育规律的研究有一定的意义。本文着重分析性腺成熟时期的外界条件及受精和早期发育的过程。     

文昌鱼分类学研究及展望

文昌鱼是最接近脊椎动物直接祖先的现生动物,在脊椎动物起源与演化研究中占有极其重要的位置。近年来,对文昌鱼的研究已引起越来越多的科学家的兴趣,然而作为生命科学研究的重要基础,这类动物的分类学研究相对滞后。依据已有的中国文昌鱼资源调查资料,中国沿海文昌鱼的分布应当十分广泛,即只要有适合文昌鱼栖息的沙滩,均有文昌鱼分布的可能。根据目前的分类学研究成果和动物命名法中的优先权原则,建议将产于青岛等地的文昌鱼种名Brnachiostoma belcheri tsingtauense订正为B.japonicus,南方的文昌鱼保留其原种名B.belcheri。由此,目前分布在中国沿海的鳃口文昌鱼属(Branchiostoma)至少有2种,侧殖文昌鱼属(Epigonichthys)有1～3种,漂浮文昌鱼(Amphioxides pelagicus)1种。DNA分子标记技术在文昌鱼分类学研究中将会发挥更大的作用。     

文昌鱼精巢的超微结构

文昌鱼是典型的脊索动物,在生物进化中具有特殊地位,被作为动物学教学中的重要材料之一。文昌鱼在我国沿海地区如厦门、汕头、海南均有分布。但由于其数量的日趋减少,近年已被列为国家二级保护动物。文昌鱼雌雄异体,精巢是精子形成和排泄的雄性生殖器官,对其物种的延续和性状的遗传具有重要作用。为了了解文昌鱼生殖系统的结构和生殖细胞的形成过程,笔者曾对厦门文昌鱼(Branchiostomalelcheri)精巢进行了观察,现将有关资料介绍如下。