斑马鱼胚胎发育过程中TGF-β1基因的表达特征分析

为研究转化生长因子β(Transforming growth factorβ,TGFβ)1对斑马鱼胚胎发育的调控作用,通过NCBI获得TGF-β1基因序列,TGF-β1 cDNA全长1571 bp,编码377个氨基酸。系统进化树分析发现,TGF-β蛋白按照不同的类型严格聚类,斑马鱼TGF-β1与其他鱼类的TGF-β1聚集到一个分支,在进化中非常保守。对斑马鱼胚胎进行RT-PCR和Real-Time PCR检测显示,TGF-β1基因为母源表达基因,在分节期之前的表达水平比较低,而从咽囊期开始持续高水平的表达。胚胎整体原位杂交发现,TGF-β1基因在斑马鱼24 hpf胚胎中开始有特异信号出现,TGF-β1基因的表达主要分布在腮弓、侧线原基、耳囊、嗅觉基板、心脏和前肾等处,表明TGF-β1基因可能参与斑马鱼胚胎免疫调节、循环系统发育和侧线形成。用低氧处理斑马鱼胚胎,发现低氧处理24h后斑马鱼胚胎发育延迟。利用Real-Time PCR和胚胎整体原位杂交检测发现,低氧处理后发育延迟的斑马鱼胚胎中TGF-β1 mRNA表达量较常氧组显著降低。以上结果表明,TGF-β1基因参与斑马鱼胚胎发育调控,并且可能与低氧处理后斑马鱼胚胎发育延迟有关。研究结果将为深入研究斑马鱼TGF-β1基因的功能奠定基础。

斑马鱼HO1基因的表达特征及功能研究

实验对血红素加氧酶1(HO1)在斑马鱼发育中的功能进行了研究。多重序列比对结果显示,斑马鱼HO1与哺乳类、鸟类及其他鱼类的HO1氨基酸序列的总体相似性为44.1%—86.8%,血红素结合标签相似性为87.5%—95.8%。对斑马鱼早期胚胎和成鱼各组织进行RT-PCR检测,结果显示HO1转录本母源存在,HO1mRNA的表达水平在尾芽期前较低,到咽囊期迅速上升并稳定在较高水平。HO1基因在斑马鱼成鱼多个组织中均有表达,在肝脏、脾、鳃、肾中的表达量较高。WISH结果显示,HO1基因在斑马鱼胚胎的卵黄合胞层、眼和血液中的表达量较高。利用超表达和基因敲降技术发现,注射HO1 mRNA使HO1基因过表达对斑马鱼早期胚胎发育无明显影响。注射HO1 MO使HO1基因表达抑制可导致斑马鱼胚胎出现发育迟缓、围心腔水肿、尾部消失等不同程度的畸形。HO1 MO导致的斑马鱼胚胎发育异常可被HO1 mRNA回复。利用Real-Time PCR研究发现,HO1基因表达抑制可导致IGF1表达量显著下降,IGFBP1表达量显著升高。这些结果表明斑马鱼HO1基因可通过调节IGF信号途径调控胚胎的正常发育。

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