多功能基因sox9對發育過程調節的分子遺傳機制

《多功能基因sox9對發育過程調節的分子遺傳機制》是依託蘇州大學，由閻一林擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：多功能基因sox9對發育過程調節的分子遺傳機制
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：閻一林
• 依託單位：蘇州大學

項目摘要

斑馬魚有兩個sox9 基因,sox9a 和sox9b。我們率先建立了斑馬魚sox9a和 sox9b 突變體,闡明了它們在斑馬魚早期骨骼發育過程起到了關鍵作用。 通過對sox9a/sox9b單突變體及雙突變體和野生斑馬魚的晶片研究分析,我們率先發現了sox9b在視網膜發育調節中的新功能。我們還率先闡明了小RNA(mirn140)通過調控pdgf信號通道調節齶軟骨的發育。本項研究將利用高通量深度測序對sox9a、sox9b單突變體及雙突變體和野生斑馬魚進行轉錄組和小RNA分析，分別獲得受這兩個基因單獨或共同調控的靶基因和調節sox9a，sox9b以及它們靶基因的小RNA。利用原位雜交和螢光定量PCR等技術驗證sox9a或sox9b靶基因在軟骨、視網膜、神經嵴、心臟、聽囊以及性腺中特異表達情況。這些研究將全面闡明sox9基因功能的分子遺傳機制。

結題摘要

Sox9作為轉錄因子在許多器官/組織（包括骨骼，性腺，神經膠質和心臟）的分化和發育中起調節作用。斑馬魚有兩個哺乳動物Sox9的同源基因，sox9a和sox9b。此前的研究表明sox9b在斑馬魚心肌細胞內表達，但是Sox9b如何調節斑馬魚心臟的發育及功能的，其機制仍不清楚。本研究中，我們用CRISPR-Cas9基因敲除技術建立了兩個斑馬魚sox9b突變體品系。sox9b純合突變的斑馬魚雖可以生存到成年期，但表現出低存活率和生長不良等現象。純合突變體發育到2dpf時血液循環出現障礙，3dpf時出現心包水腫。大約85.7％的純合體成魚表現出心臟畸形，並最終由於充血性心力衰竭而死。sox9b突變體的轉錄組測序分析揭示了kcnj2a（鉀內整流通道，亞科J，成員2a）的明顯上調。此基因突變已被證明與人類安第斯-道爾綜合徵（ATS）有關。我們的螢光素酶報告實驗和ChIP實驗顯示Sox9b通過結合到kcnj2a啟動子上而抑制此基因的表達。同時kcnj2a的過表達呈現出與sox9b純合突變體相似的表型。此外，敲除kcnj2a也會導致心臟畸形。綜合來看，我們的研究表明，Sox9b在心臟發育過程中負向調節鉀離子通道與心臟功能相關基因kcnj2a。此項研究為人類安第斯綜合徵（ATS）的研究提供了一種有效的疾病動物模型。