《文昌魚左右不對稱形成及Pax1/9基因在該過程的作用》是依託廈門大學，由李光擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：文昌魚左右不對稱形成及Pax1/9基因在該過程的作用
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李光
- 依託單位：廈門大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
左右不對稱形成是胚胎髮育中的重要事件，揭示該事件的發生機制是發育生物學領域研究的熱點之一。纖毛運動、Ca2+信號、Nodal-Lefty-Pitx信號鏈等在脊椎動物左右不對稱形成中具有重要功能，然而對於它們是否同樣參與脊索動物其它類群左右不對稱形成尚缺乏系統研究。文昌魚隸屬頭索動物亞門，其基因組和身體構造簡單，胚胎髮育中左右不對稱器官出現早且容易觀察，因此是研究上述問題的良好模型。我們最近研究發現，Pax1/9基因參與文昌魚左右不對稱形成，但具體機理還有待進一步深入研究。針對上述問題，本項目將採用基因敲除、過表達和原位雜交等多種手段，對參與文昌魚纖毛運動、Ca2+信號和Bmp信號的主要成員、以及Nodal、Lefty、Cer及Pax1/9等基因開展深入功能分析。結果將為理解文昌魚胚胎髮育過程中左右不對稱形成的機制、闡明脊椎動物左右不對稱的起源提供有力數據。
結題摘要
左右不對稱形成是胚胎髮育中的重要事件，揭示該事件的發生機制一直是發育生物學領域研究的熱點。相較於脊椎動物，無脊椎動物左右不對稱建立機制尚未得到深入研究。本項目採用基因敲除、過表達和原位雜交等多種手段，對Nodal信號、纖毛運動、Ca2+信號、Bmp信號，以及Pax1/9等在頭索動物文昌魚左右不對稱中的功能開展研究，取得以下成果：1、發現Cer、Nodal、Lefty及Pitx基因在文昌魚左右不對稱具有重要作用，進一步闡明了這四個基因在文昌魚左右不對稱建立過程中的相互調控關係。2、發現FoxJ1、Rfx1/2/3、Ift88和Kif17突變均不會影響文昌魚胚胎纖毛髮生，Kif3a突變只影響文昌魚幼魚纖毛生長，而對早期胚胎的纖毛髮生無明顯影響；同時發現上述文昌魚纖毛基因突變體均未出現左右不對稱表型異常。3、發現使用甲基纖維素抑制文昌魚早期胚胎纖毛運動，可導致其Cer、Nodal、Lefty、Pitx表達異常，並進而引起左右不對稱發生紊亂，說明纖毛運動對文昌魚左右不對稱建立至關重要。4、構建了4個針對Pkd2編碼區的Talen載體，但發現它們均無法在靶點區域引起突變，所以目前我們尚無法判斷Pkd2以及Ca2+信號是否參與文昌魚左右不對稱建立。 5、建立了Bmp信號成員Chordin和Noggin基因的F1突變體種群，證實了Bmp2/4在文昌魚左右不對稱建立中具有重要作用。6、發現過表達Pax1/9基因可引起Nodal、Lefty、Pitx兩側對稱表達，但敲除該基因卻不會影響上述基因表達及左右不對稱發生，說明Pax1/9對文昌魚Nodal等基因的表達及左側器官發生是充分的，但不是必須的。部分研究成果已發表在PNAS、Development、JGG等國際知名期刊上，其它研究成果也在相繼完善或撰稿中。
