文昌魚Pax基因家族的時空表達及VapA-B基因的基因倍增與選擇性剪切的進化分析.pdf

1、文昌魚作為與脊椎動物親緣關系最近的類群之一，是進化和發(fā)育生物學研究的良好模式動物。本研究首次考察了四個AmphiPax基因在白氏文昌魚(Branchiostomabelcheri)生活周期中16個發(fā)育時期的時間表達模式，以及變態(tài)時期4個區(qū)域和成體8個組織的空間表達模式。我們發(fā)現(xiàn)它們在16個時期都表達，并且在發(fā)育時期(尤其在胚胎期和變態(tài)期表達水平較高)和器官表達上存在特異性。綜合時空表達的模式，我們推測AmphiPax基因的動態(tài)特異性表達

2、與相應的器官發(fā)育有緊密的聯(lián)系，并且作為脊椎動物Pax基因的祖先，這些基因不僅在序列上與脊椎動物同源基因有很高的相似性，而且在時空表達模式上也存在相似性：在時間表達模式上，兩者不僅在胚胎發(fā)育過程中起關鍵的作用，在成體組織和器官特化過程中也發(fā)揮重要作用；在空間表達上，Pax1/9亞家族在鰓、間葉細胞和腸；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模式。由此，我們討論了

3、Pax四個亞家族在基因倍增后基因功能的進化。 為了分析基因倍增和選擇性剪切的進化機制，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

4、，我們通過研究AmphiVapA/B四種選擇性剪切體在文昌魚10個發(fā)育時期和8個組織的時空表達，發(fā)現(xiàn)它們之間存在基因表達的分化，這說明通過這種方式，AmphiVapA/B以此獲得了更多的功能。對AmphiVapA/B選擇性剪切外顯子的蛋白預測發(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：a．文昌魚通過選擇性剪切體(四種)，人類通過基因倍增和選擇性剪切體(共四種)，河豚和斑馬魚通過基因倍增(分別三種)分別達到Va