轉(zhuǎn)錄因子FoxP調(diào)控渦蟲體色的機制研究.pdf

1、目的：
　　色素化過程發(fā)生在從無脊椎動物到哺乳動物的幾乎每個細胞內(nèi)。由于高等動物的色素系統(tǒng)十分復雜，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胞的模式生物，在干細胞和再生研究中極具優(yōu)勢，但其體色色素及色素化過程鮮有報道。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)生和維持機制，另一方面為色素化研究提供新的觀點和研究模型。
　　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)，對目標轉(zhuǎn)錄因子進行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一步確認色素化異常表型后，通過原位雜交等技術(shù)對篩選到的目的轉(zhuǎn)錄因子進行表達譜的時空分析，確認其在渦蟲體色色素化中的功能。隨后通過表達譜芯片分析其調(diào)控的下游基因并對感興趣的下游基因進行功能和表達譜式的分析，形成完整的功能調(diào)控通路，在細胞生物學和分子生物學水平揭示渦

3、蟲體色色素化的機制。
　　結(jié)果：
　　首先通過生物信息學分析選擇了166個轉(zhuǎn)錄因子作為篩選的候選基因，通過篩選進一步發(fā)現(xiàn)了3個基因與渦蟲的體色維持相關(guān)。其中一個基因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。對其進一步的表達譜分析發(fā)現(xiàn)FoxP的表達在時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挖掘進一步發(fā)現(xiàn)了FoxP的下游靶基因，其中包括四吡咯信號通路的PBGD、ALAD、A

4、LAS和視色素信號通路的Kmo2等。通過RNAi對這些下游基因的功能進行了驗證，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的表達譜分析顯示PBGD陽性細胞的分布符合色素細胞的分布特征。同時探討了視色素通路中的關(guān)鍵酶Kmo2的功能和表達以及渦蟲成體干細胞分化為色素細胞過程中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)