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青岛文昌鱼早期发育相关基因HMGB、Thymosinβ-4、RACK1和文昌鱼系统进化的研究

黄向炜  
【摘要】:文昌鱼(Amphioxus)是一种头索动物,在分类地位上,它被认为是现存最接近于脊椎动物的无脊椎动物,一向被认为是脊椎动物的祖先而倍受生物学家的重视,它的身体构造与脊椎动物相似只是更加简单,是研究动物进化和动物胚胎发育的典型材料。本工作首次克隆了文昌鱼发育相关基因HMGB,thymosin-β4和RACKI基因的全长cDNA,并研究了它们在mRNA水平的发育表达图式及其系统进化,此外还通过文昌鱼线粒体4个蛋白基因的克隆对文昌鱼的分子系统进化进行了研究。本文的一系列原创性研究成果为揭示文昌鱼的发育机制和阐明脊椎动物的进化提供了重要资料。 我们从cDNA文库中得到一段全长833bp的cDNA,编码一段222个氨基酸残基的蛋白质,和其他物种HMGB有着很高的同源性。该基因演绎的蛋白和海胆,七鳃鳗,红鳟,爪蟾,鸡,鼠和人的HMGB蛋白有从41到50%的同源性,我们为该基因命名为AmphiHMGB(GenBank accession number: AY578709)。AmphiHMGB演绎的蛋白含有4个保守的HMGB结构域:HMG-box A,HMG-box B,中间的连接序列和C端的酸性尾巴。选取16个脊椎动物和无脊椎动物的同源基因用邻近相连法进行建树。结果分析显示AmphiHMGB从脊椎动物的底部分出,自成一枝。这说明HMGB基因至少是在文昌鱼以后开始基因倍增的,在文昌鱼及其他无脊椎动物里仅有1个HMGB基因。Southern杂交结果也显示在青岛文昌鱼基因组中只存在1个HMGB的拷贝。原位杂交结果显示从受精卵到72小时幼虫都可以检测到AmphiHMGB的表达。在受精卵和分裂球期,AmphiHMGB的mRNA集中在细胞质中。在囊胚期,AmphiHMGB的表达稍微下调。到了原肠胚期,AmphiHMGB表达在中内胚层。在9.5小时早神经胚期,AmphiHMGB的表达主要集中在神经板和预定脊索处。随着胚胎的发育,


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