哺乳动物胚胎基因组表达起始的调控

哺乳动物受精后 ,早期胚胎缺乏转录活性 ,早期发育由母源性的转录产物所调节。合子基因组激活的时期因物种而异。合子基因组激活可分为 2个时期 :起始阶段低水平的表达和第 2阶段爆发式的表达。在小鼠 1 细胞期胚 ,雌原核无转录活性 ,但雄原核出现基因转录。在 2 细胞早、中期之前 ,小鼠特异性基因的表达不需要增强子的作用 ,其启动子没有受到抑制 ,但由于基本转录因子的浓度较低 ,基因转录活性不高。基因高水平的转录发生在小鼠 2 细胞后期 ,此时转录抑制建立 ,特异性基因的转录依赖于增强子的作用。     

母源基因在猪卵母细胞成熟及胚胎发育中的作用

卵母细胞成熟和胚胎的早期发育是由多因素调控的复杂的生物过程,母源基因及合子基因的表达变化控制着个体的发生,决定着所有生命的进程。母源基因是指受精前卵子发育时母体细胞转录生成的RNA以及其蛋白产物,定位于成熟的卵母细胞胞质中,母源基因在卵母细胞成熟和胚胎的早期发育过程中起着相当重要的作用。对母源基因的研究将为我们解释胚胎发育过程中的生命现象及解决生殖发育方面的问题提供有力的理论依据。目前关于母源基因的研究多集中于传统的模式生物中,而对畜牧业生产中重要的经济动物却涉及很少。本文以母源基因在猪卵母细胞成熟和胚胎发育中的研究现状作一综述,希望为经济动物的繁殖及发育研究提供一定的参考依据。     

丙酮酸对猪早期胚胎发育的影响

在哺乳动物中,早期胚胎发育阻滞一般发生在胚胎由输卵管向子宫角转移的时期,此时输卵管液中的物质对早期胚胎发育尤为重要,如葡萄糖、乳糖、丙酮酸。丙酮酸是大多数能量物质在代谢过程中的中间产物,在抗氧化、间接调节信号等过程中都发挥着重要作用,并且是卵母细胞和合子能够直接利用的主要能量底物。此外,早期胚胎发育阻滞时期恰好是母源-合子基因过渡时期,此时发生的基因组重编程也离不开丙酮酸的参与。本文综述了丙酮酸对哺乳动物早期胚胎发育的影响,推测了丙酮酸在猪早期胚胎合子基因组激活中的作用。     

早期胚胎体外培养相关细胞因子研究进展

在体外培养哺乳动物和人类早期胚胎时，早期胚胎往往不能完成从受精卵到囊胚的发育全过程，而停留在某个发育时期，该现象被称为“发育阻滞”。研究表明动物早期胚胎发育是由贮存在受精卵内的母型mRNAs和蛋白质控制的。母型基因指导受精卵最初的数次卵裂，合子型基因在随后的胚胎发育中起调控作用。而在体外培养过程中，合子型基因开启受阻是导致早期胚胎发育阻滞的直接原因m。推测输卵管上皮细胞分泌的某些蛋白可能激活合子型基因开启圆，虽然这些信号分子的结构和作用机制尚不清楚，但不能排除其中含有某些已知细胞因子的可能性。因此，本文就影响体外早期胚胎发育的5种细胞因子作一简要综述。     

热激损伤对牛孤雌激活胚胎后续发育的影响

为了研究早期胚胎核与胞质对热激的应激反应,以及产生应激后二者之间的相互作用对胚胎体外发育、合子期激活基因的表达及胚胎细胞凋亡的影响。本研究将孤雌激活胚随机分为2组分别于38.5或41℃培养7h;随后将二者核进行置换,使用正常培养的胚胎与热激胚胎进行核置换,分别构建热激核-正常胞质重构胚以及热激胞质-正常核重构胚,检测了核质置换胚胎的体外发育率、合子激活基因的表达和胚胎凋亡情况。结果,当正常核移入41℃热激的卵胞质,重构胚的发育率显著下降;热激后的核质置换胚胎中存在合子基因激活不完全的现象,这种情况主要存在于热激胞质-正常核重构胚中;热激能诱导胚胎发生细胞凋亡,早期胚胎的胞质对热激更敏感,并在后期的诱导凋亡中起到主导作用。这些结果表明,虽然热激对核和胞质都有损伤,但胞质对热激损伤更为敏感。早期胚胎受到热激后导致发育能力降低的易感性主要是由胞质所引起的;早期胚胎受到热激可能会损伤到卵胞质中的母源因子,即使与正常核构成重构胚也依然会导致合子基因表达异常;并且胞质受到热激损伤会在热激诱导的凋亡机制中起到比核更大的作用。     

禽早期胚胎发育的分子机制研究进展

禽早期胚胎发育是指禽卵子受精后在雌性生殖道内发育的过程，一般需要持续24～26 h。根据耶尔基勒迪及柯查夫（Eyal-Giladi and Kochav,EGK）时期分段标准，归纳为卵子-合子、合子-EGK I和EGK I-EGKX3个经典阶段。禽类早期胚胎在母体内发生多次卵裂，产出后细胞数目可达55000个左右。近几年关于禽早期胚胎发育中母源-合子转换（Maternal-Zygotic Transition,MZT）过程，合子基因组激活（Zygotic Genome Activation,ZGA）时间和分子机制有了新的发现，其中NOTCH和WNT等信号通路以及DLX6、ATA2和ZIC4等母源基因在胚胎早期发育阶段率先被激活，合子基因组开始表达并逐步替代母源物质。禽类作为胚胎发育研究的理想动物模型，揭开其相关分子机制对推动养禽业发展、鸟类胚胎发育和转基因技术等具有重要意义。本文主要围绕禽类卵子发育、卵子受精和合子在母体内发育的主要分子机制进行综述，为禽类早期胚胎发育的研究和发展奠定基础。     

鲤鱼MyoD基因克隆及原位杂交分析

为了研究成肌分化因子(MyoD)基因在鲤鱼发育中的功能,采用鲤鱼完整早期胚胎作为试验材料,通过对MyoD基因的克隆,利用整体原位杂交技术,从个体水平研究其在鲤鱼早期发育中的表达情况,明确该基因在鲤鱼胚胎早期的表达部位。结果表明:MyoD是生肌调节因子MRFs家族(MyoD、Myf-5、myogenin、MRF4)的重要成员,是脊椎动物胚胎期肌肉发育的主导调控基因,对骨骼肌的形成和分化起主要作用,MyoD基因的表达不仅能促进肌细胞的发育,还能使其他类型细胞转化成肌细胞,并能促进肌细胞进一步融合,分化成成熟的肌纤维。     

瘦素与哺乳动物繁殖活动关系的研究进展

近二十年来的研究发现,瘦素除了参与哺乳动物摄食及能量代谢平衡过程的调节外,还作为一种代谢信号,通过作用于下丘脑—垂体—性腺轴、胎盘和子宫等来调控哺乳动物的繁殖过程。瘦素基因不仅是研究家畜生长发育、肉质等性状的重要候选基因,而且由于瘦素在调控哺乳动物胚胎附植过程中扮演的重要角色,它也是研究家畜多胎性状的重要候选基因之一。研究瘦素及其受体基因的功能及作用机制具有重要的科学意义和潜在的应用价值。文章主要就瘦素对哺乳动物初情期的启动、生殖器官及性腺的发育、生殖激素的分泌、胚胎附植等繁殖活动的调控,以及性别与年龄、妊娠与哺乳、繁殖节律等对瘦素分泌的影响等方面进行综述。     

母源-合子转换期中合子基因组激活的研究进展

母源-合子转换(Maternal-to-Zygotic Transition,MZT)是早期胚胎发育过程中母体产物到新生合子基因组发育控制的关键,包括母体成分(mRNAs和蛋白质)降解和合子基因组激活(Zygotic Genome Activation,ZGA)。虽然这两个阶段的基因调控模式不同,但在MZT中这些变化精确控制和高度关联。本文综述了ZGA过程中细胞周期、染色质和转录因子调控胚胎基因表达的特定模式,以及ZGA翻译后调控的变化,阐明了ZGA在MZT过程中的分子调控机制,为进一步研究MZT中基因表达的大规模变化提供理论基础。     

Fosl2基因的研究进展

Fosl2(Fos-like antigen 2)属于活化因子蛋白1(activator protein-1,AP1)转录因子家族中的一种,在多种组织中均有显著表达,对哺乳动物的生长发育、生殖性状、免疫应答等起到重要的作用。近年来,随着研究的深入,人们发现Fosl2基因与脂肪代谢、骨骼发育及疾病和癌症的发生有着重要联系。作者综述了Fosl2基因的结构与组织表达分布,同时概述了其在脂肪代谢、骨骼发育、癌症发生及眼部发育等重要生理过程中的作用,并对其生物功能进行了展望,以期为更深层次的研究和提高动物的生长发育性状提供参考。     

早期胚胎细胞因子的基因表达与调控

胚胎的发生是一个复杂而有序的过程，胚胎自分泌和母体旁分泌的多种调节因子在合子的分鲜明，分化以及胚胎－母体互作的过程中发挥着广泛而重要的作用，作为其中的一员，细胞因子及其受体在胚胎和同一时期母体中的转录和表达模式近年来得到了广泛的研究，从而对其在胚胎发生过程中功能的发挥以及调节有了深入的了解，为离体条件下胚胎的遗传操作和胚胎移植等技术提供了某些理论基础，本文仅就哺乳动物早期胚胎中细胞因子的研究现状作     

动物繁殖相关lncRNA的研究新进展

长链非编码RNA(Long noncoding RNA,lncRNA)是一类长度大于200nt,且不具有蛋白编码潜能的RNAs,在真核生物基因表达调控中发挥着重要作用。不同物种性染色体和部分印记基因的转录能力受到lncRNA的顺式调控作用。寻找与繁殖相关的lncRNA分子,研究这些lncRNA分子及其靶基因的生物学功能,阐明lncRNA在动物繁殖中的调控机制,是动物繁殖研究的一个热点。本文主要对繁殖过程中配子发生、胎盘形成和妊娠建立、激素调节、早期胚胎发育以及性别决定和性腺发育等重要阶段lncRNA的研究进行综述,为深入探究动物繁殖调控机制提供参考。     

小鼠胚胎母源基因转向合子基因组的转换起始点

为研究母、父源基因以及合子基因在动物胚胎早期发育中发挥功能的重要时间节点,本实验利用转增强型荧光蛋白(EGFP)基因小鼠(♀/♂),分别与野生型小鼠进行交配,收集受精后的胚胎于倒置荧光显微镜下观察,寻找EGFP基因在不同胚胎发育阶段时间节点表达的特征,作为直观判断母源基因向合子基因的转换时间起始点的生物标志。结果发现:从EGFP转基因母鼠获得的5枚卵母细胞/原核胚中表达了EGFP基因,在荧光显微镜下表现出绿色荧光;而从野生型母鼠获得的20枚胚胎到2-细胞(2-cell)期后开始表现出绿色荧光,随着胚胎的发育,出现荧光的胚胎数量逐渐增多,达到5枚。综上,EGFP基因可以作为小鼠胚胎发育过程中合子基因的标志物,小鼠胚胎发育过程中母源基因向合子基因转换的时机在胚胎发育的2-cell期。     

Smads基因对畜禽繁殖性状调控作用的研究进展

繁殖性状是畜禽的重要生产性能之一，直接影响养殖成本与经济效益。与繁殖相关的性状通常受基因调控，其中Smads基因对繁殖性状起着重要的调控作用。Smads基因编码的Smads蛋白是TGF-β超家族中重要的调节因子，也是TGF-β/Smad信号通路中将信号传递至细胞核内的关键信号分子。Smads基因参与调节颗粒细胞的增殖、凋亡等过程，并且调控畜禽卵巢的功能、卵泡的生长发育及激素的合成分泌，从而影响畜禽的繁殖性状。文章介绍了Smads基因的结构和生物学作用，并综述了Smads基因对畜禽繁殖性状调控作用的研究进展，以期为进一步研究Smads基因对繁殖性状的调控机制提供参考。     

鸡繁殖性状相关候选基因研究进展

鸡繁殖性状是由多基因控制的数量性状,繁殖力水平的高低受到环境和遗传多种因素的影响。文章对目前发现的调控繁殖性状的HPG轴相关基因,与繁殖关联的主效基因、生长发育基因,以及其他调控卵泡、卵巢发育和成熟的相关基因进行概述,总结目前家鸡繁殖性状候选基因研究遇到的困难,并对未来鸡繁殖性状的分子遗传机制研究方向进行展望。     

荧光定量PCR分析水牛胚胎致密化相关基因表达方法的建立

胚胎致密化是哺乳动物早期胚胎发育过程中一个非常重要的环节,有研究发现致密化相关基因的表达水平与体外发育胚胎的质量之间存在着相互关联作用。为了分析水牛胚胎早期发育中致密化相关基因在mRNA水平上的表达并确定其定量分析方法,本研究根据黄牛有关基因序列设计了Cx43、Cx31、E-cad以及组蛋白基因(Histone H2A)引物序列,分析了黄牛和水牛致密化基因的同源性,并确定各目的基因在水牛胚胎的SYBR Green I实时定量PCR反应条件。     

哺乳动物附植前胚胎的基因表达调控

哺乳动物胚胎附植前期包括:合子的形成,胚胎基因组的激活和细胞分化的开始。在这个时期,发育由母源物质控制转为合子基因控制,在此过程,同时形成染色质介导的转录抑制时期,要解除抑制必须经过胚胎基因组的激活。通过对体内、外附植前胚胎的mRNA的表达特点以及它们与成功发育联系的研究,可以筛选出最佳的体外培养条件,设计最佳的核移植方案。     

Brachyury基因的研究进展

Brachyury基因是T-box基因家族编码的一种转录因子,该基因已经在包括腔肠动物在内的许多动物中发现。Brachyury基因在调控生物体胚胎发育、细胞迁移等许多方面扮演着重要角色,其功能还涉及胚胎发育过程中器官形成等生理过程。研究发现,人类肿瘤疾病、动物脊索发育、动物尾型的畸形生长都与Brachyury基因有直接联系。主要就Brachyury基因与肿瘤疾病、动物短尾性状形成的研究进展进行综述,以期为相关研究提供参考。     

CREBRF基因及其功能研究进展

繁殖性状作为多基因控制的数量性状,受到多种转录调控因子、信号通路的共同调控,直接影响规模化养殖生产的经济效益,提高繁殖力已成为当今家畜遗传育种的重要目标之一。Luman/CREB3募集因子(LRF或CREBRF)是一种未折叠蛋白应答响应亮氨酸拉链转录因子,其在进化过程中保持稳定且具有保守的蛋白结构。近年来的研究发现,CREBRF基因在机体代谢、疾病治疗以及动物繁殖调控过程中发挥着重要功能。本文主要就CREBRF基因的发现与结构特征、表达规律及其与动物繁殖相关的研究进展进行综述,为深入挖掘CREBRF基因在动物机体中的生物学功能奠定基础。     

YWHAZ在小鼠早期胚胎发育过程中的作用

为了探究YWHAZ蛋白在小鼠早期胚胎发育过程中的表达、定位和作用,本试验利用RT-PCR和Western blot方法检测Ywhaz基因及其编码蛋白在小鼠早期胚胎发育中的表达;利用免疫荧光技术检测YWHAZ蛋白在小鼠早期胚胎发育过程中的定位;使用特异性的siRNA沉默合子中的Ywhaz,在胚胎发育的1.5,2.5,3.0,3.5,4.5,5.0 dpc分别观察2-细胞、4-细胞、8-细胞、桑葚胚和囊胚的发育率,阐明在合子中沉默Ywhaz基因对小鼠早期胚胎发育的影响。结果显示,Ywhaz mRNA及其编码蛋白在小鼠1-细胞、2-细胞、4-细胞、8-细胞、桑葚胚和囊胚中均有表达,YWHAZ蛋白定位在小鼠早期胚胎的细胞质和细胞核中。Ywhaz沉默组的2-细胞、4-细胞、8-细胞、桑葚胚和囊胚的发育率均极显著低于对照组(P<0.01),沉默组5.0 dpc囊胚率显著高于其4.5 dpc囊胚率(P<0.05)。结果表明,Ywhaz mRNA及其编码的蛋白在小鼠早期胚胎中有表达,其蛋白主要定位在早期胚胎的细胞核和细胞质中;在合子中沉默Ywhaz基因可导致小鼠早期胚胎发育率降低且存在明显...