脆性X智力低下1号基因(fragile X mental retardation 1,fmr1)编码的蛋白FMRP是一种RNA结合蛋白,当fmr1基因缺失时雌鼠卵巢中卵泡数目减少、生殖功能会降低。牙鲆(Paralichthys olivaceus)是中国重要的海水经济鱼类,其性腺发育一直颇受关注。为了探讨fmr1基因在牙鲆性腺发育中的作用,本研究运用生物信息学方法分析了fmr1基因的分子结构与进化特征,并采用荧光定量PCR技术检测了其在牙鲆发育中的表达情况,探讨了高温对牙鲆性腺分化中fmr1基因表达的影响。结果表明,牙鲆fmr1基因含有15个外显子和14个内含子,存在两个高度保守的KH(hnRNP K homology)结构域,该结构域是RNA结合蛋白的特征结构域。共线性及系统进化分析表明fmr1在鱼类中进化关系相对保守。荧光定量PCR结果显示fmr1在牙鲆成鱼雌雄性腺中表达量相对较高,且在卵巢中表达量最高;在不同发育时期中,fmr1在神经胚期表达量最高;且高温处理对fmr1在性腺分化早期的表达有一定的抑制作用。这些结果暗示了fmr1基因可能在牙鲆性腺发育中发挥着重要的作用。
为克隆与牙鲆生殖相关的神经内分泌因子kiss2基因,并检测该基因在牙鲆成体不同组织及早期不同发育阶段的表达变化,本研究采用Trizol法提取牙鲆成鱼各组织及早期不同发育阶段样品总RNA;参照其他物种的kiss2 c DNA序列,设计并合成kiss2引物进行PCR扩增;运用实时荧光定量PCR检测kiss2基因在牙鲆成鱼各组织及早期不同发育阶段的表达情况。结果成功地获得长度为449 bp的牙鲆kiss2 c DNA序列,其中编码区序列为366 bp,编码121个氨基酸。在该序列中发现了高度保守的"FNYNPLTLRF"序列,此序列可以调节促性腺激素释放激素和黄体生成素的合成与释放。定量PCR结果显示,牙鲆kiss2基因在脑组织中的表达量最高,在卵巢和精巢中也均有表达;牙鲆kiss2基因在胚胎阶段表达量相对较低,而在孵化后第7 d其表达量显著增高,且在孵化后的第29 d达到高峰。说明牙鲆kiss2基因具有明显的时期和组织差异性表达,其在牙鲆脑中的丰富表达及在精巢和卵巢中的表达表明该基因可能在牙鲆神经系统与生殖中发挥重要作用。
Polycomb group complex (PcG)作为发挥转录抑制作用的重要表观遗传调控复合物参与发育、衰老以及肿瘤发生等重要生理过程。Pc G家族成员,包括PRC1 (Polycomb repressive complex 1)与PRC2 (Polycomb repressive complex 2)两种复合物,各组分间功能既协同,又不失特性,色素框同源蛋白(Chromobox homolog CBX)是PRC1的主要核心蛋白,其家族的成员之一CBX2近年来成为研究的热点。本研究综述了CBX2基因的发现、基因和蛋白质的结构组成及其在人和鼠不同组织的表达情况,阐述了CBX2在哺乳动物性发育中的作用及研究进展,发现CBX2除参与PcG复合体发挥转录抑制作用外,还具有基因转录激活作用,它作为哺乳动物性别决定级联中SRY (Sex region of Y chromosome)的上游基因可直接激活靶基因SF1/NR5A1的表达,如果CBX2基因突变或缺失将使雄性小鼠发生性反转,在人类中造成46,XY性发育障碍(disorders of sex development, DSD),为进一步研究CBX2基因在动物性发育调控中的作用提供依据。
