dhira基因过量表达对果蝇早期胚胎发育影响

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1、⑧硕士学位论文MASTER’STHESIS中文摘要果蝇(Drosophilamelanogaster)由于具有容易饲养、产卵多、生命周期短以及具有粗大的多线染色体而便于进行基因定位等优点，已成为遗传学和发育生物学等研究领域中重要的模式生物之一，对现代生命科学的发展作出了突出的贡献。果蝇的基因组测序已经完成。在对果蝇与人类基因的比较中，发现三分之二引发人类疾病的基因(包括与癌症有关的基因)在果蝇中都存在有类似的基因。Hir／Hira(histoneregulation，组蛋白调节基因)最先作为组蛋白

2、基因表达的一种负调节因子从酵母中被鉴定出来，现已证实，其产物HIR／HIRA是组蛋白的伴侣蛋白，包含一组保守的蛋白家族，广泛存在于低等真核生物、无脊椎动物和脊椎动物等多种生物体当中。HIRA家族最明显的特点是，N端都有7个WD40区，推测借此形成p一螺旋结构和两个潜在的核定位信号区。HIRA可通过其不同的结构域与不同的蛋白质相互作用，来参与调节核小体的组装、染色质的结构及细胞周期的进程等。其N端能够和其他的组蛋白伴侣如ASFI和CAF．1相互作用，对组蛋白基因的转录和异染色质的沉默起调节作用。N端

3、还可能通过上调一组与细胞周期相关的基因来促进细胞生长。C端负责与成对的同源异型域、Hir互作蛋白3(Hirip3)以及核心组蛋白的生化互作。HIRA在从酵母到人类的长期进化过程中高度保守，说明其在生命发育过程中起着重要作用。mHira基因敲除的小鼠胚胎表现出复杂的表型缺陷，原条扭曲，脊索和神经管发育异常，发育至孕中期时全部死亡。Kirov等和Llevadot等先后在无脊椎动物果蝇中发现了Hira家族的成员dHira。Northern分析表明，在雌性成体、未受精卵和o-3时龄的胚胎中，dHira的转

4、录本很高，之后急剧下降，说明它们在早期胚胎发育过程中可能起了重要的作用，但其具体功能还未见报道。本研究将果蝇Hira基因(dHira)的eDNA克隆到载体UASp中，运用UAS—Gal4系统，通过功能获得性突变的方法使dHira在果蝇早期胚胎中大量表达，来研究Hira在无脊椎动物果蝇中的作用。结果发现在胚胎发育早期，无论是在头部还是在全胚胎过量表达dHira，都引起果蝇胚胎大量死亡，死亡率明显高于对照组，而且随着转基因拷贝数的增加，胚胎的死亡率也显著增加，说明dHira过量表达对果蝇胚胎发育产生严

5、重影响。对果蝇早期胚胎进行荧光染色，结果显示，dHira过量表达导致果蝇早期胚胎的细胞核分裂不正常，合胞体胚盘内染色体数目明显少于野生型的，而且核处于不同的分裂期，说明其细胞核分裂不同步，而且有核解体的迹象。推测HIRA可能影响了染色体的结构和组装，从而影响了细胞周期的进程，导致果蝇早期胚胎细胞核分裂异不正常。又采用RT—PCR的方法，分析了组蛋白基因及细胞周期、细胞衰老凋亡相关基因的表达量的变化。结果显示，dHira过量表达后，核心组蛋白基因H2A、H2B、H3和H4的表达量没有明显变化，而Cy

6、cA，CycE．cdc25和debcl等与细胞周期、细胞凋亡相关基因的表达量都有所上升，尤其是CycA，上调最明显。这些结果表明，dHira过量表达，可能干扰了与细胞周期、细胞凋亡等相关基因的正常表达，从而影响了果蝇早期胚胎快速、同步的核分裂，导致早期胚胎的大量死亡。关键词：Hira基因；过量表达；果蝇；胚胎发育；细胞周期；细胞凋亡⑨硕士学位论文MASTER’ST11ESISAbstractThefiuitflyDrosophilamelanogasterisallimportantmodelor

7、ganisminresearchfieldsofgeneticsanddevelopmentalbiologyduetotheadvantagesofeasytobreedandtogetenoughembryosinthelaboratory,shortlifecycle,havinglargepolytenechromosomes,andetc．Ithasmadegreateontributionstothedevelopmentofmodemlifescience．D．melanogaste

8、rgenomehasbeencompletelysequencedandcontains-14．000genes．About2／3genesinhumanbeingwhichcausediseasesincludingthoseassociatedwithcancer,gallbefoundinDrosophila勰homologues．Hir／Hira(histoneregulation)genesWel'einitiallyidentifiedinyeastasnegative