文昌魚Pax基因家族的時(shí)空表達(dá)及VapA-B基因的基因倍增與選擇性剪切的進(jìn)化分析.pdf

1、文昌魚作為與脊椎動(dòng)物親緣關(guān)系最近的類群之一，是進(jìn)化和發(fā)育生物學(xué)研究的良好模式動(dòng)物。本研究首次考察了四個(gè)AmphiPax基因在白氏文昌魚(Branchiostomabelcheri)生活周期中16個(gè)發(fā)育時(shí)期的時(shí)間表達(dá)模式，以及變態(tài)時(shí)期4個(gè)區(qū)域和成體8個(gè)組織的空間表達(dá)模式。我們發(fā)現(xiàn)它們?cè)?6個(gè)時(shí)期都表達(dá)，并且在發(fā)育時(shí)期(尤其在胚胎期和變態(tài)期表達(dá)水平較高)和器官表達(dá)上存在特異性。綜合時(shí)空表達(dá)的模式，我們推測(cè)AmphiPax基因的動(dòng)態(tài)特異性表達(dá)

2、與相應(yīng)的器官發(fā)育有緊密的聯(lián)系，并且作為脊椎動(dòng)物Pax基因的祖先，這些基因不僅在序列上與脊椎動(dòng)物同源基因有很高的相似性，而且在時(shí)空表達(dá)模式上也存在相似性：在時(shí)間表達(dá)模式上，兩者不僅在胚胎發(fā)育過(guò)程中起關(guān)鍵的作用，在成體組織和器官特化過(guò)程中也發(fā)揮重要作用；在空間表達(dá)上，Pax1/9亞家族在鰓、間葉細(xì)胞和腸；Pax2/5/8亞家族則在鰓(內(nèi)柱)、尾和精巢；Pax3/7亞家族在肌肉和腸；而Pax6亞家族在肝和腸都有相似的表達(dá)模式。由此，我們討論了

3、Pax四個(gè)亞家族在基因倍增后基因功能的進(jìn)化。 為了分析基因倍增和選擇性剪切的進(jìn)化機(jī)制，我們克隆了文昌魚Vap(AmphiVapA/B)及其四種不同的選擇性剪切體，比較了VapA/B基因家族成員在文昌魚和人類中選擇性剪切的情況，并通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)文昌魚、人類、河豚和斑馬魚基因組中VapA/B和Spir1/2、RBM12、RAB22A/B等基因保持共線性連鎖，證實(shí)了從文昌魚到人類至少發(fā)生了一輪倍增，而在河豚和斑馬魚中又發(fā)生一輪倍增。同時(shí)

4、，我們通過(guò)研究AmphiVapA/B四種選擇性剪切體在文昌魚10個(gè)發(fā)育時(shí)期和8個(gè)組織的時(shí)空表達(dá)，發(fā)現(xiàn)它們之間存在基因表達(dá)的分化，這說(shuō)明通過(guò)這種方式，AmphiVapA/B以此獲得了更多的功能。對(duì)AmphiVapA/B選擇性剪切外顯子的蛋白預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn)，選擇性剪切外顯子2(AS2)中存在卷曲螺旋域。由此，我們提出推測(cè)：a．文昌魚通過(guò)選擇性剪切體(四種)，人類通過(guò)基因倍增和選擇性剪切體(共四種)，河豚和斑馬魚通過(guò)基因倍增(分別三種)分別達(dá)到Va