非洲爪蟾Brunol1 基因的功能以及文昌鱼肌动蛋白基因家族扩增的研究

BRUNOL 蛋白又称CELF（CUG-BP and ETR3 like factor）是一种典型的RNA 结合蛋白，它的N 端含有两个连续的RNA 识别结构域（RNA recognition motif，RRM)， C 端有一个RRM 结构域。主要参与对可变剪切、翻译、降解和编辑等基因表达转录后水平的调节。迄今在人类中已发现6 个Brunol 基因家族成员，即Brunol1-6；在非洲爪蟾中已发现了5 个：Brunol1-5。近期，我们克隆了爪蟾的Brunol1-5 并研究了它们在非洲爪蟾早期胚胎发育过程中的时空表达图式。结果显示，与以往研究结果一致， Brunol1 基因高量、特异地在神经管中表达，提示Brunol1 基因可能对于爪蟾的神经系统的发生和发育发挥着重要的作用。本实验利用Morpholino 和过表达等手段研究了爪蟾Brunol1 基因对于爪蟾早期胚胎发育的影响。结果显示，在下调和过表达Brunol 1 基因的情况下都会导致胚胎出现体轴弯曲，眼睛和头部发育不全等表型。而将 Brunol1 基因特异的Morpholino 与它的mRNA 共注射时可以明显挽救这一表型。我们通过原位杂交实验，检测了一些爪蟾神经系统的标记基因在Brunol1 过表达胚胎中的表达情况，结果发现过表达Brunol1 基因能显著地下调Krox-20, N-tubulin, Lhx2, Pax6 等的表达，而Sox2 和Otx2 的表达却未受影响。这说明Brunol1 的异常表达确实影响到了神经系统发育过程的信号调控网络，导致胚胎发育的畸形。该结果将有助于阐述Brunol1 基因对于脊椎动物神经系统发生的意义。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。通常人们将肌动蛋白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，我们通过对古老的脊索动物文昌鱼的肌动蛋白基因家族进行系统的分析发现，文昌鱼中该基因家族成员多达30 多个，而且它们中很多都有连锁现象；进化分析的结果显示，文昌鱼的肌动蛋白基因家族通过串联重复序列的复制发生扩增；从结构上看，它们的基因结构多样化, 包含2-7 个外显子；同时，我们还克隆了两个不同的文昌鱼肌肉型的肌动蛋白基因，并进一步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，这提示文昌鱼肌动蛋白基因家族成员在功能上的分化。该结论将有助于阐述肌动蛋白基因家族的进化以及它们在脊索动物发育的中所扮演的功能。