boule基因是屈指可數(shù)的高度保守、橫跨后生動(dòng)物的調(diào)控多個(gè)物種精子發(fā)生所不可或缺的基因.在果蠅中,boule基因突變體bol1可導(dǎo)致雄性不育,而boule基因的大片段缺失突變體boule40卻表現(xiàn)了致死表型,提示boule可能在胚胎發(fā)育過(guò)程中也起到一定的作用.為了驗(yàn)證這一假設(shè),首先,本團(tuán)隊(duì)利用RT-PCR檢測(cè)了boule基因在不同組織中的表達(dá)情況,并構(gòu)建了GFP敲入突變體檢測(cè)Boule蛋白在不同組織中的分布,結(jié)果表明boule mRNA及Boule蛋白在發(fā)育過(guò)程及成蠅的頭、胸、腹中均存在.其次,構(gòu)建了boule基因完全缺失突變體,發(fā)現(xiàn)在不同發(fā)育階段均有致死發(fā)生.為了探尋這種影響是來(lái)自boule基因產(chǎn)生的蛋白還是非編碼RNA或是內(nèi)含子產(chǎn)生的未發(fā)現(xiàn)的基因,本團(tuán)隊(duì)又構(gòu)建了boule基因單堿基缺失的移碼突變體,發(fā)現(xiàn)同樣有致死現(xiàn)象.最后,全身性過(guò)表達(dá)Boule蛋白也可導(dǎo)致果蠅發(fā)育過(guò)程中的逐漸死亡.以上結(jié)果都說(shuō)明,果蠅體細(xì)胞中的Boule蛋白在發(fā)育過(guò)程中起重要作用,并需要進(jìn)行精確調(diào)控.這一睪丸以外的作用目前只在昆蟲(chóng)中發(fā)現(xiàn). 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué):生命科學(xué). 2020,50(04)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

已報(bào)道的物種中boule直系同源基因的功能進(jìn)化關(guān)系模式圖.“+”表示必需的,“-”表示不必需的,“?”表示未有研究,功能尚不明確

為了進(jìn)一步研究Boule蛋白在果蠅發(fā)育中的功能本團(tuán)隊(duì)通過(guò)GAL4-UAS系統(tǒng)在果蠅不同類型細(xì)胞中過(guò)表達(dá)Boule蛋白,來(lái)研究異常表達(dá)Boule蛋白對(duì)果蠅發(fā)育的影響.首先,本團(tuán)隊(duì)運(yùn)用tub-Gal4啟動(dòng)Boule蛋白的全身性過(guò)表達(dá),將tub-Gal4/TM3雌蠅(表1,該TM3上有自發(fā)熒光)與UAS-BolA雄蠅(表1)雜交(具體基因型及雜交策略見(jiàn)圖3),觀察全身過(guò)表達(dá)Boule蛋白(tubGal4/UAS-BolA,表1)對(duì)果蠅發(fā)育的影響.對(duì)其各發(fā)育階段存活數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,tub-Gal4/UAS-BolA(無(wú)GFP熒光)的190個(gè)胚胎中有62%發(fā)育為幼蟲(chóng),有26%發(fā)育到蛹,但未見(jiàn)到孵化出來(lái)的成蠅(表2,tub-Gal4/UAS-BolA與w1118相比,P<0.001).這一結(jié)果說(shuō)明,全身過(guò)表達(dá)Boule蛋白導(dǎo)致發(fā)育中的果蠅漸進(jìn)性死亡,且表型比Boule蛋白缺失的果蠅更為嚴(yán)重.研究報(bào)道,果蠅Boule蛋白通過(guò)調(diào)控下游靶標(biāo)m RNA的翻譯發(fā)揮重要的生理功能,Boule蛋白有兩個(gè)重要的RNA結(jié)合功能域RRM1,RRM2[1].將RRM1區(qū)域第75號(hào)氨基酸酪氨酸(tyrosine,Y)突變?yōu)楸彼?alanine,A)后會(huì)導(dǎo)致Boule蛋白功能的喪失(UAS-BolA.PM2果蠅)[7].有趣的是,全身性過(guò)表達(dá)突變型Boule蛋白(tub-Gal4/UAS-BolA.PM2,表1)果蠅發(fā)育到成蠅的比例近乎正常(表3),且能產(chǎn)生成熟精子和后代.但如果在分化的精原細(xì)胞中過(guò)表達(dá)Boule蛋白(bam-Gal4/UAS-BolA,表1)則對(duì)果蠅發(fā)育無(wú)明顯影響(表3),精子發(fā)生也無(wú)明顯異常.在生殖細(xì)胞表達(dá)突變型的Boule蛋白(bam-Gal4/UAS-BolA.PM2,表3)也對(duì)果蠅發(fā)育和生殖系統(tǒng)無(wú)影響.利用另外一個(gè)生殖細(xì)胞特異的nanosGal4過(guò)表達(dá)Boule或Boule突變蛋白也不影響發(fā)育和精子的發(fā)生(未發(fā)表數(shù)據(jù)).以上結(jié)果說(shuō)明,全身性體細(xì)胞過(guò)表達(dá)Boule蛋白對(duì)果蠅發(fā)育是有害的,且這一致死現(xiàn)象可能是由于Boule蛋白異常結(jié)合靶標(biāo)mRNA發(fā)揮作用的,而生殖細(xì)胞過(guò)表達(dá)Boule無(wú)明顯影響.


本文編號(hào)：3568282