牙鲆肌肉发育调节基因的克隆、表达及功能分析

本文克隆了牙鲆的成肌因子MyoD和Myf5，以及牙鲆的Forkhead基因FoxD1、 FoxD3和FoxD5，并对其在牙鲆肌肉发育中的功能进行了分析。 牙鲆MyoD和Myf5基因都具有三个外显子，两个内含子。其编码的氨基酸序列都含有保守的bHLH；牙鲆FoxD1，FoxD3，FoxD5基因都只有一个外显子，编码的氨基酸序列都含有保守的翼状螺旋DNA结合结构域。 在胚胎发育早期，Myf5在近轴中胚层中表达，体节发生过程中，Myf5在体节中表达，MyoD基因最早在分节板的体节前细胞中表达，随后在近轴细胞、体节中表达；随着胚胎的发育，Myf5在成熟体节中表达量降低，在新生体节中表达较强；MyoD自30个体节时期后只在新生的尾部体节中表达，在成熟的体节中表达量降低；在孵化期，MyoD和 Myf5在头部及鳍的肌肉、尾部的体节中表达；生长期的牙鲆中，Myf5在骨骼肌和肠中表达，成体牙鲆中，Myf5只在肌肉中表达；生长期的牙鲆及成体牙鲆中，MyoD只在肌肉组织中表达。 牙鲆MyoD和Myf5的启动子可以驱动绿色荧光蛋白在斑马鱼肌肉纤维中表达，其包含了这两个基因正常表达所需的核心区域，并可以跨物种行使功能。 在胚胎发育早期，FoxD3在未迁移神经嵴前体细胞、体节、耳后的基板、头部和躯干的神经嵴细胞、松果体中表达。牙鲆FoxD1主要在脑，体节，肾脏及肠中表达。牙鲆FoxD5主要在体节、尾芽、前脑、耳泡中表达。 在斑马鱼中过量表达牙鲆FoxD3，并与斑马鱼的同源基因进行比较，结果表明注射牙鲆和斑马鱼FoxD3的斑马鱼胚胎表型一致，它们在中轴两侧的发育出现了不同步现象，MyoD和Myf5在近轴中胚层中的表达受到不同程度抑制。因此，FoxD3在不同物种之间保守，并且FoxD3在肌肉发育的调控通路中可能通过与MyoD和Myf5相互作用而行使功能。 在斑马鱼中过量表达FoxD1后，MyoD在一侧体节中的表达受到了严重抑制，而在近轴细胞中的表达未受影响，Myf5在体节前中胚层，近轴细胞，及体节中的表达都受到了抑制。FoxD1在胚胎发育的早期可能通过调控MyoD和Myf5的表达而参与肌肉发育的调控。 将牙鲆FoxD5在斑马鱼中过量表达，MyoD在一侧体节中的表达量有所升高，而在近轴细胞中的表达未受影响；Myf5在一侧体节和体节前中胚层中的表达也有所升高，表明牙鲆FoxD5可以调控肌肉调节因子MyoD和Myf5的表达而参与早期肌肉发育的调控。