关于青岛文昌鱼SoxB2和SoxC基因的研究：进化保守性分析

大多数Sox基因在细胞命运决定和分化过程中起着重要的作用.本研究分离了青岛文昌鱼（Branchiostoma belcheri）的SoxB2和SoxC基因,对其预测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.结果显示,文昌鱼SoxB2和SoxC虽然在进化树中不属于脊椎动物SoxB2和SoxC进化支,但它们在进化过程中基因的结构和表达部位保守性很高,都具有保守的HMG结构域;这两个基因在胚胎发育早期都在神经外胚层和原肠腔壁表达,而在成体中不仅存在于神经索中,还存在于肠、肝盲囊、鳃和卵母细胞中.SoxB2和SoxC基因表达部位的相似说明两者可能在中枢神经系统、性腺及免疫系统的胚胎发育和成体的免疫应答过程中共同起作用;两者与脊椎动物同源基因的表达部位相同说明这两个基因在进化过程中可能功能保守.     

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.     

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。     

文昌鱼AmphiDC-like的全长cDNA克隆及其表达模式分析

本文旨在克隆文昌鱼树突样蛋白基因AmphiDC-like,采用实时 PCR法和原位分子杂交法对其表达模式进行分析.从文昌鱼神经胚cDNA文库测序得到的ESTs中筛选得到该基因片段,通过引物步移直接测序的方法,克隆得到其cDNA全长序列,对其推测的氨基酸序列进行同源性分析发现,该基因产物具有树突样细胞蛋白共有的保守区,并与多种生物的树突状细胞蛋白具有高度同源性,其中与脊椎动物的树突样细胞蛋白同源性较高. 实时 PCR结果显示, AmphiDC-like在文昌鱼受副溶血性弧菌(Vibrio parahemolyticus,Vp)感染后6 h到48 h表达均上调,并通过原位分子杂交技术观察到,该基因在文昌鱼鳃和消化道中有表达,为深入研究其功能奠定了基础.     

trp14基因在文昌鱼早期发育阶段的时空表达及免疫活性初步研究

探讨文昌鱼trp14 (thioredoxin-related protein of 14 kD)基因在文昌鱼早期发育阶段的时空表达模式及其免疫活性.利用整体原位杂交技术研究trp14基因在文昌鱼早期发育阶段的时空表达模式;通过半定量RT-PCR方法分析trp14基因在低温胁迫和免疫药物刺激下的mRNA表达变化.trp14基因在文昌鱼2 d幼虫的原始消化道表达,呈现时空特异的表达模式;低温可以增强trp14基因的表达,而免疫刺激药物LPS和LTA则降低trp14基因的表达量.文昌鱼trp14基因在胁迫条件下表达量发生变化,暗示其可能参与氧化压力变化引起的免疫反应.     

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。     

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。     

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。     

高等脊椎动物Toll样受体基因分子进化模式研究进展

Toll样受体是高等脊椎动物(包含无颌类到哺乳类)先天性免疫防卫系统中的必要元件,它们负责识别病原微生物,并最终引起宿主动物体内的免疫应答反应。通过研究TLR家族基因的遗传多样性是如何被保留和维持的,有利于了解动物免疫系统在病原微生物选择压力下的适应性进化。第2代测序技术的发展为TLR基因的分子进化模式提供了更丰富的资源。介绍TLR家族基因的结构及功能,着重于该受体基因在高等脊椎动物中的进化模式,从而揭示TLR家族基因在脊椎动物先天性免疫系统的适应性进化中的重要性,并进一步阐明宿主与病原微生物之间的协同进化模式。     

Toll样受体10作为抗炎模式识别受体在感染性疾病中的作用

Toll样受体10(toll-like receptor 10,TLR10)是由人类TLR10基因编码的一种蛋白质,与TLR1和TLR6的氨基酸的组成高度同源,属于TLR2亚家族。同其他TLR一样,TLR10是参与固有性免疫的一种主要蛋白质分子,也是连接固有性免疫和特异性免疫的重要桥梁。TLR10是一种病原相关分子模式识别受体,可与TLR1或TLR2形成异源二聚体,并在感染性疾病的免疫反应中起重要作用。最新研究证明,TLR10的表达能够抑制TLR2介导的免疫反应,而TLR10的基因变异又可影响其表达水平。现就国内外对TLR10的结构、功能及其基因多态性在感染性疾病中所起的作用的研究作一概述。     

催乳素及其受体样免疫活性在文昌鱼神经系统、哈氏窝和其它组织的分布

用兔抗人催乳素多克隆抗体和鼠抗人催乳索受体单克隆抗体对文昌鱼神经系统、哈氏窝和其它组织进行免疫组织化学研究。结果显示:催乳素免疫活性细胞及催乳素受体定位在文昌鱼脑泡、神经管、哈氏窝、轮器、内柱、消化管和性腺(卵巢和精巢),表明催乳素在文昌鱼有广泛分布,并且从进化观点来看,证明催乳素是一种高度保守的古老激素。双重免疫染色进一步揭示催乳素及其受体免疫反应阳性物质共存于同一卵母细胞胞膜和胞质以及精巢中精原细胞、初级与次级精母细胞和Sertoli细胞。研究结果首次证明了文昌鱼脑泡和哈氏窝以及其它组织能够合成和分泌催乳素,表明像脊椎动物一样,催乳素可能参与调节文昌鱼体内代谢和对环境的适应以及性腺发育,提示文昌鱼可能出现原始的脑泡-哈氏窝(催乳素)-靶细胞调控轴的雏形。本研究为文昌鱼哈氏窝内分泌学以及催乳素的起源与演化提供新的基础资料。     

文昌鱼profilin同源基因的胚胎发育表达图式

本研究利用胚胎整体原位杂交技术结合系列组织学切片技术,以及Northern blot 分析,对进化上处于特殊地位的模式动物文昌鱼profilin 基因不同发育时期的表达图式进行了系统研究,揭示了该基因的动态表达图式与肌肉分化的过程一致,文昌鱼profilin 基因可能与胚胎早期肌肉的发育相关。同时,通过Southern blot 检测对青岛文昌鱼profilin 基因可能存在的同源体进行了探讨,试图为弄清文昌鱼肌肉发育分化的分子机制提供资料。     

天然免疫系统新成员Akirin的研究进展

天然免疫系统是多细胞动物抵御细菌感染的第一道防线。Akirin是新近发现于果蝇中的天然免疫系统新成员,它在果蝇免疫缺陷(Imd)通路中发挥重要作用。Akirin同源基因广泛存在于从低等多细胞生物到高等脊椎动物中,进化上高度保守。已有的研究表明:Akirin在果蝇Imd通路和脊椎动物TLR通路下游,与NF-κB家族转录因子形成复合物,参与调控免疫相关靶基因的转录,是天然免疫调控机制中不可或缺的转录因子,其过表达或缺失直接影响动物对细菌的防御能力。近年来,Akirin在相关信号通路中的功能研究取得重大进展。该文对Akirin的结构、参与天然免疫的分子调控机制以及基因进化等方面进行综述。     

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   

文昌鱼profilin同源基因的胚胎发育表达图式

本研究利用胚胎整体原位杂交技术结合系列组织学切片技术,以及Northern blot分析,对进化上处于特殊地位的模式动物文昌鱼profilin基因不同发育时期的表达图式进行了系统研究,揭示了该基因的动态表达图式与肌肉分化的过程一致,文昌鱼profilin基因可能与胚胎早期肌肉的发育相关。同时,通过Southern blot检测对青岛文昌鱼profilin基因可能存在的同源体进行了探讨,试图为弄清文昌鱼肌肉发育分化的分子机制提供资料。     

尼罗罗非鱼traf6基因表达谱及信号转导

肿瘤坏死因子受体相关因子6(TRAF6)是一种重要的接头蛋白,在Toll样受体/白细胞介素-1受体(TLR/IL-1R)超家族所触发的信号通路中起重要作用,与先天性免疫密切相关。文章研究了尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)traf6的表达模式和初步的功能。在健康鱼中,traf6转录本广泛表达于所有受检组织中,在血液中表达水平最高,在肝脏中最低。在不同的胚胎发育阶段也检测到traf6的表达。在无乳链球菌体内感染后,大多数受检组织中traf6 mRNA的表达量上调。此外,LPS、Poly I:C和S.agalactiae可显著诱导尼罗罗非鱼巨噬细胞traf6的表达。此外,在HEK293T细胞中过表达表明,TRAF6分布于细胞质中,可显著提高NF-κB的活性。免疫共沉淀(Co-IP)实验表明,TRAF6可与IRAK1(白细胞介素-1受体相关激酶1)相互作用,IRAK1在TLR/IL-1R信号通路中也起重要作用。在体内,TLR2、TLR21和TLR13b的过表达可上调traf6 mRNA的表达水平,表明TRAF6参与了TLR2、TLR21和TLR13b介导的信号转导,提示TRAF6在病原体入侵的免疫应答中起重要作用。     

基于COXI基因的太平洋西岸文昌鱼地理种群分析

文昌鱼是进化发育研究的重要模式动物,目前实验材料均采自野外.因此,对其进行正确的物种鉴定和地理种群的遗传分化分析十分必要.该研究扩增并测定了COX 1基因部分序列,结合NCBI数据库中的COX 1序列信息,对太平洋西岸文昌鱼的种类和地理种群分化情况进行了分析.结果表明,马来文昌鱼(Branchiostoma malayanum)、白氏文昌鱼(B.belcheri)和日本文昌鱼(B.japonicum)这3个种之间的遗传差异很大,再次证实3个物种的有效性,同时提出应当审慎对待NCBI数据库中文昌鱼的种名标注;太平洋西岸文昌鱼属Branchiostoma的3种文昌鱼群体遗传多样性均处于较高水平,同一物种的不同地理种群间没有出现明显的遗传分化,反映了海洋动物的基因交流较容易,不同海域隔离较弱.     

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。     

ycaCR基因在文昌鱼早期胚胎表达研究

文昌鱼作为现存的与脊椎动物最接近的无脊椎动物,一直被作为研究生物进化和胚胎发育的典型材料.利用整体原位杂交方法对从文昌鱼肠cDNA文库克隆到的ycaCR基因进行基因的胚胎表达模式研究,结果显示该基因在早期胚胎发育阶段没有表达,在2天幼虫的原始消化道表达,暗示ycaCR基因可能在原始消化道内发挥生物学作用.