斑馬魚Geminin調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)現的一種定位于核內的多功能小分子蛋白。這種蛋白在細胞有絲分裂期能夠發(fā)生周期特異性降解，在細胞增殖、細胞分化、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復制的調節(jié)；抑制同一細胞周期中的DNA二次復制從而維持遺傳物質的穩(wěn)定性；推進G2/M期和維持正常胞質分裂等。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、過程中起調節(jié)作用，并且表現出在細胞增殖與分化中協調因子的功能。在不同發(fā)育階段，Geminin在不同的區(qū)域表達，可作為抑制因子或是誘導因子參與胚胎發(fā)育的調節(jié)；特別是在神經形成方面。Kroll等在分離對神經發(fā)育起活化作用的蛋白質時發(fā)現，當非洲爪蟾胚胎中過表達Geminin時，將會導致神經板的擴大。在我們的工作中發(fā)現，Geminin功能異常將導致嚴重的后腦發(fā)育缺陷。 后腦是中樞神經系統(tǒng)中唯一在發(fā)育過程中出現分節(jié)現象的部分。在神經管閉

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轉基因魚中發(fā)現Geminin的功能缺失將導致神經冠細胞遷移的異常和三叉神經、面神經的神經纖維投射方向的錯誤；骨染色實驗顯示，Geminin的缺失將誘導舌軟骨錯誤的生長方向，以及5對鰓弓的完全消失；3A10抗體顯色的實驗結果顯示，Geminin對第4菱腦節(jié)的一對Mau

4、thner神經元的分化及其所發(fā)出的兩條神經纖維在體軸中線上的交叉至關重要；細胞移植實驗的結果則顯示，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)實驗結果的分析，我們發(fā)現Geminin是中后腦連接區(qū)峽部組織者(isthmic organizer，IsO)中表達的FGF8的一個負調控因子。這些結果顯示，Geminin通過調控FGF8的表