低温驯化下斑马鱼LINE1的表达检测

长散布核元件-1(Long spread nuclear element-1,LINE1)是跳跃基因。前期比较基因组研究发现,南极鱼经历漫长的低温适应进化后,与南极圈外的同亚目鱼类相比较,在基因水平上LINE1的扩增效率高达8~300倍,但LINE1的扩增与鱼类抵御寒冷之间的关系尚未明了。本实验对斑马鱼(Danio rerio)胚胎成纤维细胞ZF4进行了不同时间梯度的低温处理(18℃、5 d和18℃、30 d),同时对斑马鱼成鱼也进行了不同时间的低温处理(10℃,3 h、6 h、1 d、3 d、5 d)。采用RT-qPCR检测了LINE1的mRNA水平,并克隆了斑马鱼LINE1基因启动子区,利用Luciferase双荧光报告系统,在ZF4细胞中验证LINE15’UTR在低温压力下的生物活性。结果显示,短时间低温处理下,ZF4细胞中LINE1 mRNA水平有所降低,而在长时间低温处理中,LINE1的mRNA水平显著升高。在成鱼中,短时间低温处理下,LINE1 mRNA水平降低;长期低温处理下,LINE1 mRNA水平显著升高。在ZF4细胞中发现,LINE15’UTR具有生物活性。在低温处理(18℃,3 d)下,报告基因信号减弱,间接表明LINE1启动子活性减弱。研究结果表明,低温压力会影响LINE1在鱼类中的表达。本研究为进一步探究LINE1在鱼类适应低温环境中的作用机制奠定了基础。     

南极鱼抗冻蛋白功能和进化及其应用研究进展

南极海域在大约2000万年降到了零度以下,在大多数鱼类由于无法适应极端寒冷环境而灭绝的情况下,长期生活在极端寒冷、氧气充足的南极海域中的南极鱼亚目(Notothenioids)鱼类由于发生适应性进化而存活下来,并且达120多种类。南极鱼在生化和生理等方面发生了众多适应性改变,抗冻蛋白的产生是其中最重要的适应性特征之一。目前在极地鱼类中发现抗冻蛋白有5种类型,包括抗冻糖蛋白(AFGP)和4种抗冻蛋白(AFP I、AFP II、AFPIII和AFPIV)。虽然这些抗冻蛋白的起源和进化有所不同,但他们都具有抗冻的功能。作为一类能够抑制冰晶生长的蛋白质,南极鱼抗冻蛋白能使鱼的体液冰点降低至–2.2℃,所以其体液在海水冰点之下仍能保持流动性,避免冷冻损伤的发生。由于抗冻蛋白的热滞活性、冰重结晶抑制等天然活性,使其在食品、农业、医药等领域具有良好的应用前景。本文将对南极鱼抗冻蛋白的起源、进化、功能、应用和目前存在的问题进行概括性的综述。     

HSP90抑制剂根赤壳菌素对斑马鱼胚胎发育的影响

为研究热休克蛋白90(heat shock protein 90,HSP90)在斑马鱼(Danio rerio)胚胎发育中的作用,本实验采用2μmol/L、5μmol/L、10μmol/L的HSP90抑制剂根赤壳菌素(radicicol)对斑马鱼发育期胚胎进行处理,监测斑马鱼胚胎不同发育时期两个HSP90功能抑制标志基因BAG3(BCL2-associated athanogene3)和HSPB1(heat shock protein beta-1)的mRNA的表达水平,并观察不同发育时期的胚胎发育状况。结果如下:(1)实时荧光定量PCR结果显示,BAG3和HSPB1 mRNA水平在根赤壳菌素处理胚胎12 hpf(hours post-fertilization,hpf)或24 hpf后显著增高,Western blot检测到5μmol/L根赤壳菌素处理胚胎24 hpf后HSP70表达上调,证明该实验条件下HSP90功能受到抑制;(2)根赤壳菌素处理后斑马鱼胚胎发育变缓,胚胎成活率统计显示:2μmol/L、5μmol/L、10μmol/L根赤壳菌素处理24 hpf胚胎成活率分别是95%、77%、35%,成活率随根赤壳菌素浓度的增高而降低;(3)5μmol/L根赤壳菌素处理72 hpf可见部分个体色素沉积减少、心包膜增大、肌肉萎缩等发育畸形。研究结果证明HSP90在斑马鱼胚胎发育过程中发挥重要的作用,根赤壳菌素在5μmol/L时已达到较佳抑制效果且成活率较高,而且胚胎发育出现了各种形态学变化,为后期研究HSP90调节斑马鱼胚胎发育奠定了基础。