短波视蛋白在豚鼠频闪光诱导性近视和形觉剥夺近视眼模型中的表达差异

目的观察豚鼠频闪光诱导性近视和形觉剥夺近视模型中短波视蛋白(S-opsin)表达差异,并初步探讨原因。方法 36只普通级2周龄豚鼠随机分成三组:频闪组(FLM组,n=13),形觉剥夺组(FDM组,n=12),对照组(n=11)。FLM组,饲养笼具安装有频闪仪(频率0.5 Hz),笼具内装有发光二极管;FDM组豚鼠右眼用半透明眼罩遮盖,并确保豚鼠眼睑能正常活动;对照组豚鼠不予特殊处理。在造模第1天(0周)和第6周测量豚鼠右眼屈光度、眼轴长度和角膜曲率半径,并通过免疫荧光法观察S-opsin表达。结果第0周,FLM、FDM组与对照组屈光度、眼轴长度、角膜曲率半径差异均无显著性(P>0.05)。造模6周后,与对照组相比,FLM组、FDM组屈光度变化值、眼轴长度变化值差异均有显著性(P<0.05),而角膜曲率半径变化值差异无显著性(P=0.358),提示成功建立近视模型。FLM组与FDM组相比,屈光度变化值、眼轴长度变化值、角膜曲率半径变化值差异均无显著性(P>0.05)。免疫荧光结果显示:FLM组视蛋白灰度值>对照组视蛋白灰度值>FDM组视蛋白灰度值,任意两组进行比较,差异均有显著性(P<0.001)。结论频闪光和形觉剥夺均能建立近视模型,频闪光诱导性近视模型中S-opsin产生增加,而形觉剥夺性近视模型中S-opsin产生减少,说明两种近视模型的发生机制可能不同。

大足鼠耳蝠短波视蛋白基因的RACE扩增及其进化分析

根据几种哺乳动物的短波视蛋白基因的比对结果,在保守区设计两条基因特异引物扩增大足鼠耳蝠(Myotis ricketti)的短波视蛋白基因,用cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends,RACE)扩增出其5′和3′末端序列,并结合GenBank中相关哺乳动物短波视蛋白基因编码区进行了进化分析。结果显示,该基因编码区全长为1050bp,共编码350个氨基酸,没有发现提前终止密码子,且功能区严格保守,提示是一个有功能的基因;5个关键氨基酸位点分别为52T、86F、93T、114A和118S,表明该蝙蝠的短波视蛋白对紫外光最敏感。进化分析表明,兽类的短波视蛋白基因受到正选择压力的影响;相对速率检验结果显示,大足鼠耳蝠与其他兽类的短波视蛋白基因进化速率有明显的差异。提示大足鼠耳蝠的该基因可能发生了功能特化,可能对其夜晚视觉有重要的作用。

哺乳动物视锥蛋白基因进化研究进展

视觉对于生物进化有重要意义,生物可以调整它们的视觉系统以应付它们所处的特定的光环境.认识和了解生物视觉系统感知的分子机制尤为重要,视蛋白基因氨基酸序列(基因型)和色素吸收光谱值λmax(表型)之间的关联使视蛋白基因成为研究视觉进化的一个很好的模式系统.研究表明,视蛋白基因以及视锥色素在哺乳动物进化中表现出显著的多样性,视觉感知的分子机制远比人们以前所认知的更为复杂和扑朔迷离.本文将评述近年来哺乳动物重要类群中视觉系统视蛋白基因进化研究进展,为进一步深入研究哺乳动物视觉感知的分子机制提供基础资料.

紫光对斑马鱼皮肤黑色素细胞数量及相关基因表达的影响

利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建感紫光短波视蛋白(short-wave-sensitive 1,sws1)基因缺失的斑马鱼突变品系sws1^(-/-)。检测紫光照射后野生型AB品系和sws1^(-/-)突变品系在背腹皮肤中黑色素细胞的数量、黑色素合成相关基因pomc和asip、视黄酸合成相关基因raldh2和raldh3的表达量。结果显示:在紫光照射60和100 d后,sws1^(-/-)斑马鱼背部皮肤黑色素细胞数量显著少于野生型斑马鱼(P<0.05);实时荧光定量PCR (qRT-PCR)检测发现,pomc基因在紫光照射100 d的sws1^(-/-)斑马鱼背部皮肤中的表达量显著低于野生型,raldh2在紫光照射100 d的sws1^(-/-)斑马鱼背部皮肤中的表达量显著低于野生型。研究表明,紫光可能通过SWS1影响背部皮肤raldh2的表达从而影响视黄酸的合成,再通过影响pomc的表达调控黑色素细胞的形成。研究结果为分析紫光基因调控鱼类皮肤黑色素细胞形成的分子机制提供了基础。