轉(zhuǎn)錄因子FoxP調(diào)控渦蟲體色的機(jī)制研究.pdf

1、目的：
　　色素化過程發(fā)生在從無脊椎動(dòng)物到哺乳動(dòng)物的幾乎每個(gè)細(xì)胞內(nèi)。由于高等動(dòng)物的色素系統(tǒng)十分復(fù)雜，在體(in vivo)研究色素化過程受到局限。渦蟲是一種新興的在體研究再生和成體干細(xì)胞的模式生物，在干細(xì)胞和再生研究中極具優(yōu)勢(shì)，但其體色色素及色素化過程鮮有報(bào)道。因此，本課題試圖利用渦蟲為模式生物在體研究色素化過程，一方面揭示渦蟲體色色素產(chǎn)生和維持機(jī)制，另一方面為色素化研究提供新的觀點(diǎn)和研究模型。
　　方法：
　　利用渦

2、蟲基因敲低的便捷性，本課題從轉(zhuǎn)錄因子篩選出發(fā)，對(duì)目標(biāo)轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)行RNA干擾(RNA interfere，RNAi)，篩選影響渦蟲體色色素產(chǎn)生和維持的轉(zhuǎn)錄因子。利用透射電子顯微鏡進(jìn)一步確認(rèn)色素化異常表型后，通過原位雜交等技術(shù)對(duì)篩選到的目的轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)行表達(dá)譜的時(shí)空分析，確認(rèn)其在渦蟲體色色素化中的功能。隨后通過表達(dá)譜芯片分析其調(diào)控的下游基因并對(duì)感興趣的下游基因進(jìn)行功能和表達(dá)譜式的分析，形成完整的功能調(diào)控通路，在細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)水平揭示渦

3、蟲體色色素化的機(jī)制。
　　結(jié)果：
　　首先通過生物信息學(xué)分析選擇了166個(gè)轉(zhuǎn)錄因子作為篩選的候選基因，通過篩選進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了3個(gè)基因與渦蟲的體色維持相關(guān)。其中一個(gè)基因FoxP特異影響渦蟲體色色素維持和新生，但并不影響渦蟲的再生或存活。對(duì)其進(jìn)一步的表達(dá)譜分析發(fā)現(xiàn)FoxP的表達(dá)在時(shí)間和空間上與渦蟲的體色色素化過程密切相關(guān)。隨后通過渦蟲訂制芯片和文獻(xiàn)挖掘進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了FoxP的下游靶基因，其中包括四吡咯信號(hào)通路的PBGD、ALAD、A

4、LAS和視色素信號(hào)通路的Kmo2等。通過RNAi對(duì)這些下游基因的功能進(jìn)行了驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)PBGD敲低后可以模擬FoxP敲低后產(chǎn)生的表型。值得注意的是，PBGD的表達(dá)譜分析顯示PBGD陽(yáng)性細(xì)胞的分布符合色素細(xì)胞的分布特征。同時(shí)探討了視色素通路中的關(guān)鍵酶Kmo2的功能和表達(dá)以及渦蟲成體干細(xì)胞分化為色素細(xì)胞過程中FoxP及PBGD的作用。
　　結(jié)論：
　　本課題發(fā)現(xiàn)了渦蟲中首個(gè)調(diào)控體色色素產(chǎn)生與維持的轉(zhuǎn)錄因子FoxP，并發(fā)現(xiàn)FoxP調(diào)