斑馬魚Geminin調(diào)控后腦模式形成的分子機制研究.pdf

1、Geminin(Gem)蛋白是McGarry和Kirschner于1998年在非洲爪蟾中發(fā)現(xiàn)的一種定位于核內(nèi)的多功能小分子蛋白。這種蛋白在細(xì)胞有絲分裂期能夠發(fā)生周期特異性降解，在細(xì)胞增殖、細(xì)胞分化、胚胎發(fā)育及腫瘤發(fā)生等多方面均發(fā)揮重要作用。它參與DNA復(fù)制的調(diào)節(jié)；抑制同一細(xì)胞周期中的DNA二次復(fù)制從而維持遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性；推進G2/M期和維持正常胞質(zhì)分裂等。通過與同源異型盒基因或蛋白Six3及Hox等的相互作用，Geminin在胚胎發(fā)育

2、過程中起調(diào)節(jié)作用，并且表現(xiàn)出在細(xì)胞增殖與分化中協(xié)調(diào)因子的功能。在不同發(fā)育階段，Geminin在不同的區(qū)域表達(dá)，可作為抑制因子或是誘導(dǎo)因子參與胚胎發(fā)育的調(diào)節(jié)；特別是在神經(jīng)形成方面。Kroll等在分離對神經(jīng)發(fā)育起活化作用的蛋白質(zhì)時發(fā)現(xiàn)，當(dāng)非洲爪蟾胚胎中過表達(dá)Geminin時，將會導(dǎo)致神經(jīng)板的擴大。在我們的工作中發(fā)現(xiàn)，Geminin功能異常將導(dǎo)致嚴(yán)重的后腦發(fā)育缺陷。 后腦是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中唯一在發(fā)育過程中出現(xiàn)分節(jié)現(xiàn)象的部分。在神經(jīng)管閉

3、合后，后腦沿前一后軸逐漸被劃分成7節(jié)，成為菱腦節(jié)(rhombomere)。為闡明Geminin在斑馬魚后腦模式形成過程中的作用，我們在Foxd3：GFP和Islet1：GFP轉(zhuǎn)基因魚中發(fā)現(xiàn)Geminin的功能缺失將導(dǎo)致神經(jīng)冠細(xì)胞遷移的異常和三叉神經(jīng)、面神經(jīng)的神經(jīng)纖維投射方向的錯誤；骨染色實驗顯示，Geminin的缺失將誘導(dǎo)舌軟骨錯誤的生長方向，以及5對鰓弓的完全消失；3A10抗體顯色的實驗結(jié)果顯示，Geminin對第4菱腦節(jié)的一對Mau

4、thner神經(jīng)元的分化及其所發(fā)出的兩條神經(jīng)纖維在體軸中線上的交叉至關(guān)重要；細(xì)胞移植實驗的結(jié)果則顯示，Geminin在后腦模式形成過程中的作用是非自主性。進一步的，通過全胚胎原位雜交(Whole mount in situ hybridization)實驗結(jié)果的分析，我們發(fā)現(xiàn)Geminin是中后腦連接區(qū)峽部組織者(isthmic organizer，IsO)中表達(dá)的FGF8的一個負(fù)調(diào)控因子。這些結(jié)果顯示，Geminin通過調(diào)控FGF8的表