生物釧基因per1b突變對斑馬魚運動行為及認知功能的影響研究.pdf

1、斑馬魚是研究發(fā)育生物學(xué)和生物鐘機制的重要模式生物，生物鐘是生物體周期性生命活動的重要調(diào)控機制，通過光照、溫度、季節(jié)變化等因素直接影響生命體的節(jié)律行為，最近研究表明以脊椎動物斑馬魚為模型的生物鐘通路模式得到很好的闡述;尤其是生物鐘基因如per2突變會導(dǎo)致生物鐘的輸出通路發(fā)生變化，影響相關(guān)的激素表達，目前在斑馬魚中關(guān)于perlb基因的研究還未見報道。
　　 通過獲得perlb突變體的幼魚和成魚，檢測其在生物鐘周期內(nèi)相對于野生型斑馬魚

2、的運動活性變化;將培養(yǎng)獲得的野生型TUB ABC和perlb突變體胚胎培養(yǎng)四天后分別在正常光照、持續(xù)黑暗、持續(xù)光照條件下檢測三天內(nèi)運動節(jié)律變化，得出在正常光照條件下每天24小時的晝夜變化中perlb突變體的運動活性在白天明顯比野生型TUB ABC高，表明斑馬魚生物鐘基因perlb突變導(dǎo)致運動活性增高;并且通過開放區(qū)域模型檢測野生型TUB ABC和perlb突變體成魚的運動活性;在正常光照條件下，突變體的運動活性參數(shù):游弋路程和平均速度在

3、白天相比野生型都明顯增高，其結(jié)果和幼魚運動活性表現(xiàn)一致;可以確定生物鐘基因perlb突變導(dǎo)致斑馬魚出現(xiàn)運動活性升高和類似多動的癥狀;推測perlb基因具有調(diào)節(jié)生物體運動活性的功能。
　　 加入單胺氧化酶抑制劑后，發(fā)現(xiàn)perlb突變體成魚的運動活性較于野生型仍有顯著升高，表明perlb可能調(diào)節(jié)了斑馬魚體內(nèi)多巴胺的合成和降解;同時通過鏡面攻擊模型檢測發(fā)現(xiàn)perlb突變體在鏡面區(qū)域停留時間和平均速度都較野生型有升高趨勢，并且攻擊鏡面次

4、數(shù)明顯比野生型多，表明生物鐘基因perlb調(diào)節(jié)多巴胺的水平從而加劇了運動活性聯(lián)合的攻擊行為，預(yù)示著生物鐘基因perlb是導(dǎo)致產(chǎn)生注意力缺陷障礙癥的原因之一。
　　 通過比較顏色食物獎賞學(xué)習(xí)模型和應(yīng)激回避條件模型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)斑馬魚在顏色食物獎賞學(xué)習(xí)模型中，無論是紅色區(qū)域給食實驗還是綠色區(qū)域給食實驗中食物獎賞顏色區(qū)域停留時間都存在紅色的潛在偏好性，因此綠色區(qū)域給食情況下這種聯(lián)合記憶并不明顯，而通過應(yīng)激回避條件模型檢測斑馬魚的學(xué)習(xí)記憶能

5、力發(fā)現(xiàn)斑馬魚野生型在下午五點的學(xué)習(xí)記憶能力明顯高于晚上凌晨一點的學(xué)習(xí)記憶能力，因此可以用來檢測斑馬魚生物鐘基因perlb突變體的學(xué)習(xí)記憶能力。
　　 通過應(yīng)激回避條件模型檢測野生型TUB ABC和perlb突變體成魚學(xué)習(xí)記憶能力;在正常光照條件下，白天時間段內(nèi)perlb突變體成魚的學(xué)會標準時間相比野生型長，記憶得率也出現(xiàn)降低，表明perlb突變體成魚在白天的學(xué)習(xí)記憶能力受到抑制。為了進一步研究生物鐘基因perlb突變的影響，本研

6、究檢測了具有促進生物體進入睡眠狀態(tài)的功能并且影響記憶能力的褪黑激素，生物鐘基因perlb在生物鐘分子通路中對褪黑激素( melatonin)的合成限速酶:芳香胺-N-乙?；D(zhuǎn)移酶-2（AANAT2）基因表達具有調(diào)節(jié)作用，能夠抑制褪黑激素的合成;因此檢測perlb突變體和野生型斑馬魚大腦內(nèi)的褪黑激素生理含量，結(jié)果顯示perlb突變體褪黑激素的含量比野生型高，同時通過褪黑激素抑制劑處理的perlb突變體成魚檢測學(xué)習(xí)記憶能力發(fā)現(xiàn)其記憶得率相比