自然信息

斑马鱼Dpr2通过促进Nodal受体的降解而抑制中胚层诱导作用，量子尺寸效应导致的金属薄膜材料的奇异超导性质。     

外源视黄酸诱导斑马鱼头部和尾部躯干神经嵴的发育

视黄酸是一种在脊椎动物胚胎发育中起重要作用的信号分子，用斑马鱼胚胎为材料，以神经嵴细胞特异表达基因sox9b和crestin为标记，研究了外源视黄酸对神经嵴细胞发育的影响。用10^-7mmol/L浓度的全反式视黄酸处理50％外外期的斑马鱼胚胎，可以诱导sox9b在前脑表达，诱导crstin在前脑和中脑表达，结果使由头部神经嵴细胞分化的色素细胞大量增多，另一方面，视黄酸处理还诱导sox9b和crestin在神经外胚层后部边缘区表达，该区域的细胞过早分化为神经嵴细胞可能影响尾芽形成中背部和腹部细胞的融合，从而抑制了尾部的正常发育。     

金鱼β-catenin以细胞自主性方式抑制神经发育早期调节基因vsx1的表达

β-catenin基因是脊椎动物背部中轴结构形成的必需基因. 近年的研究发现, 在斑马鱼和爪蟾中, β-catenin还具有抑制神经外胚层形成的作用. 为深入了解β-catenin是如何抑制神经外胚层形成以及这种抑制在正常发育过程中的功能, 我们研究了金鱼胚胎发育过程中β-catenin对神经外胚层发育早期调节基因vsx1表达的抑制作用. 实验结果表明, 用反义morpholino oligonuc- leotides (MO)抑制内源β-catenin的功能可导致胚胎发育早期vsx1的广泛表达; β-catenin可抑制vsx1基因启动子所控制的绿色荧光蛋白(GFP)报告基因的表达. 进一步的分析证明, β-catenin所直接启动的下游靶基因boz可以通过vsx1基因启动子中的特定结合位点抑制vsx1基因启动子所控制的GFP报告基因的表达. 这些结果表明, β-catenin在脊索中胚层前体细胞中启动与脊索中胚层发育调节相关基因表达的同时, 还能以细胞自主性方式抑制神经发育早期调节基因vsx1在这些细胞中表达, 提示β-catenin在脊索中胚层前体细胞中抑制vsx1基因的异位表达与启动脊索中胚层调节基因的表达都是保障脊索正常发育所必需的     

不同品系间斑马鱼的细胞核移植

以斑马鱼AB品系囊胚晚期胚胎细胞为细胞核供体,以斑马鱼长鳍品系未受精的去核卵为受体,进行不同品系间斑马鱼的细胞核移植,采用显微注射法,操作胚胎1119枚,获得克隆鱼14尾,RAPD分析显示,克隆鱼与细胞核供体鱼的DNA扩增带纹一致而与受体鱼不同,表明克隆鱼的遗传物质来源于供体细胞核,模式动物斑马鱼的细胞核移植技术的建立,有望在研究动物发育过程的基因功能、细胞核的发育潜能及核质关系等重要问题上发挥作用。     

视黄酸通过促进磷酸化的Smad1 降解抑制骨形态发生信号的持续

骨形态发生蛋白(BMP)信号通路在胚胎发育和器官形成中发挥正常功能需要其与其他信号通路的交互作用.不同于FGF/MAPK 和Wnt/GSK3 信号通路对BMP 信号通路的调节已经得到阐释, BMP/Smad 和视黄酸受体(RAR)间的交互作用还没有被很好地理解. 中国科学院上海生命科学研究院生物化学与分子生物学研究所景乃禾研究小组研究发现, 视黄酸可通过降低磷酸化的Smad1(pSmad1)的表达水平抑制BMP 信号持续. 视黄酸通过其核受体介导的转录作用, 可强化pSmad1 与其泛素E3 连接酶的相互作用, 促使pSmad1 泛素化和蛋白酶体降解. 该调节过程依赖于视黄酸导致的Gadd45 表达增加和MAPK 活性增强.在鸡胚胎神经发育期间, 视黄酸/视黄酸受体通路也可抑制BMP 信号以拮抗BMP 介导的神经前体细胞的增殖和分化. 而且, 视黄酸和BMP 信号间的交互作用参与了鸡胚背部神经管的正常发育. 上述研究结果揭示了视黄酸通过调节pSmad1 稳定性进而抑制BMP 信号的分子机制. 相关研究论文发表在2010 年11 月2 日Proc Natl Acad Sci USA, 107(44): 18886—18891 上.     

金鱼中vsx1基因抑制脊索中胚层发育调节基因ntl的表达

vsx1是最先在金鱼中发现, 在神经视网膜双极细胞的增殖、分化和正常生理功能维持中具有重要作用的转录因子基因. 在已经检测的脊椎动物物种中, 该基因都在胚胎发育的早期即开始表达, 而且其在不同物种中的时空表达模式相似, 提示该基因在胚胎发育早期可能具有重要的调节功能. 但vsx1在眼睛发育之外的发育调节功能研究尚无报道. 本研究对金鱼vsx1过表达和功能抑制对胚胎形体模式形成的影响进行了分析, 发现抑制vsx1的功能及其过表达都能严重干扰胚胎背中线脊索结构的发育. 基因表达原位杂交分析表明, vsx1过表达能显著抑制脊索中胚层发育关键调节基因ntl在背中线的表达, 而vsx1被抑制则ntl在背中线的表达范围显著扩展. 凝胶阻滞分析证明VSX1蛋白作为转录因子可与ntl启动子的特定序列直接结合. 基因表达分析证明, vsx1能有效抑制ntl启动子控制的报告基因GFP转录. 这些结果都证明, vsx1能直接抑制脊索中胚层发育关键调控基因ntl的表达, 提示vsx1在胚胎发育早期的主要功能之一可能是抑制脊索中胚层基因在神经管中异位表达, 以保障中枢神经系统按正确的模式发育.     

用整体原位杂交法研究微管蛋白基因在斑马鱼胚胎中的表达

斑马鱼是一个很好的脊椎动物发育研究模型,斑马鱼胚胎发育过程中基因表达调控的研究对揭示脊椎动物形态发生的分子机理非常重要。微管蛋白固定受精卵细胞质中的形态发生决定子,组织形成基本的细胞骨架,控制细胞的各种运动。在脊椎动物中已发现有几种微管蛋白,每种微管蛋白都有其特定的表达位点和功能。用一种β２微管蛋白基因的全长ｃＤＮＡ为模板,合成地高标记的ＲＮＡ为探针,对斑马鱼各时期的胚胎进行整体原位杂交。β２微管     

一个新的纤黏连蛋白剪接体FN3在体节中的表达受SHH的负调控

纤黏连蛋白是脊椎动物血浆和许多组织的胞外基质中的主要蛋白，在细胞黏连、迁移和分化等过程中起重要作用。分离鉴定了斑马鱼的一种新型纤黏连蛋白剪接体FN3，原位杂交表明，其mRNA特异性地存在于前体节中胚层和新形成的体节中，而其在成熟体中的表达量下降。在胚胎中易位表达SHH（sonic hedgehog)，导致FN3的表达量下降。在缺失脊索的flh突变体胚胎中，FN3的表达量增加。以上结果表明，FN3可能在体节的形成中起作用，而在体节分化时需受到来自中轴组织的信号的抑制。     

胚胎干细胞多潜能性维持的分子机制

分离于着床前胚胎内细胞团的胚胎干细胞是多潜能性细胞, 在胚泡注射后能产生3个胚层的所有细胞和组织类型. 在合适的培养条件下, 胚胎干细胞保持其多潜能性, 即维持其多向发育潜能及在不分化状态下的对称性细胞分裂能力. 胚胎干细胞的多潜能性是其得以广泛应用的基础. 胚胎干细胞可作为基因敲除或转基因动物的供体细胞、哺乳动物发育的体外模型和再生医学中进行细胞治疗的细胞库. 要实现这些目的, 必须建立化学成分明确的培养体系并在体外长期培养过程中保持胚胎干细胞的多潜能性, 同时应能够对其进行定向诱导分化. 因此, 理解和阐明胚胎干细胞多潜能性维持的分子机制是首要前提. 本文概述了该方面研究的最新进展, 包括LIF/STAT3, BMPs/Smads, canonical Wnt, TGFβ/activin/nodal, PI3K和FGF等信号通路以及oct4, nanog等多潜能性维持相关基因, 并对小鼠和人ES细胞多潜能性维持系统的调控机制及其差异进行了探讨. 进一步阐明这些信号通路和基因之间的相互作用以及胚胎干细胞多潜能性维持系统的调控机制将是未来胚胎干细胞研究领域的主要目标.     

PKB与SMAD3相互作用调节前列腺癌细胞株PC-3对TGF-β的敏感性

前列腺癌对TGF-β诱导的生长抑制不敏感, 而PI3K-PKB信号通路在大多数前列腺癌中高度活化. 通过生长抑制实验和荧光素酶报告基因系统发现, PI3K-PKB信号通路抑制前列腺癌细胞PC-3对TGF-β诱导的生长抑制和细胞周期停滞的反应; PI3K-PKB信号通路抑制TGF-β诱导的基因转录. 免疫共沉淀结果显示, PKB与Smad3之间存在蛋白质相互作用, 两者之间的相互作用是通过Smad3的MH2和Linker结构域介导的; TGF-β减弱PKB与Smad3的结合, 胰岛素(模拟PKB活化)增强两者的结合; PKB与Smad3的结合是PKB激酶活性依赖的, 丧失激酶活性的PKB不能与Smad3相互作用. 结果表明, 前列腺肿瘤丧失对TGF-β的敏感性与PI3K-PKB 信号通路的过度活化明显相关. PI3K-PKB 信号通路通过PKB与Smad3的结合抑制TGF-β诱导的生长抑制和基因转录.     

β受体激活增强杏仁体基底外侧核锥体神经元NMDA受体电流

NMDA受体在杏仁体的长时程增强(LTP)和恐惧记忆形成中起重要作用. β受体的激活易化杏仁体LTP, 参与恐惧记忆的巩固. 在杏仁体脑片上, 我们应用膜片钳全细胞记录技术, 观察了β受体激动剂异丙肾上腺素(isoproterenol)对突触后NMDA受体电流的调控效应. 当灌流液中加入isoproterenol时, NMDA诱导电流的幅度显著增加, 这种增强效应可被β受体拮抗剂心得安(propranolol)阻断; 当电极内液中加入蛋白激酶A(PKA)抑制剂Rp-cAMPs时, isoproterenol对NMDA诱导电流的增强效应不再出现. 以上结果提示, β受体激活正向调控NMDA受体的活动, 这种效应是由PKA介导的.     

拟南芥隐花色素2(cry2)的光激发与光钝化机制

<正>光是影响地球上所有生命体系的重要环境因子,动植物均通过光受体蛋白感受感知光信号。其中,隐花色素(cryptochrome)是唯一一类在生命进化过程中极为保守的蓝光受体蛋白。在植物系统中,隐花色素参与蓝光诱导的幼苗形态建成和花发育等过程;而在哺乳动物中,隐花色素主要参与生物钟与昼夜节律调控。隐花色素于1993年首先在植物中被发现。能够行使功能的隐花色素     

实验胚胎学家庄孝僡

中国科学院上海细胞生物学研究所研究员、名誉所长、中国科学院学部委员庄孝德教授是一位在国际上享有声誉的著名胚胎学家,是我国实验胚胎学和发育生物学研究的开拓者与创业者之一。早在德国留学期间,他就在胚胎诱导作用研究方面,证明了成体器官中存在着不同的诱导因素,对胚胎诱导生理机制研究的发展作出了重要贡献。尔后,他在外胚层对神经诱导刺激的反应能力,各胚层之间的相互作用对中胚层构造的决定和分化等研究方面,都提出了独创的见解。自六十年代起,他在有尾类胚胎表皮传导电活动及其分化关系的研究方面,在国际上首次肯定了胚胎表皮的可     

胚胎发育合子型基因激活（ZGA）的调控机制

新受精卵超越早期分裂阶段正常的发育需要胚胎基因转录的重新起动与续后调控,ZGA（合子型基因激活）是胚胎发育过程中母型调控的合子型调控过渡中的关键事件,卵为新形成合子发育程序的起动提供了特殊的环境条件,并对其调节控制起了必要的作用,各类动物早期卵裂过程的胚胎基因转录起动精确时间是可变的,涉及染色质结构成分、调控元件（顺/反式）、RNA降解、DNA复制、修饰/加工作用、卵子发生因子、合子钟及天然信号等多种因素的调节控制,本文综述了当前胚胎发育合子基因表达的时间及相关调控机制的研究进展。     

小鼠β-簇珠蛋白基因LCR调控元件中DNase-I超敏感点Ⅲ(HS3)的研究

人与小鼠β-簇珠蛋白基因在结构与表达模式上存在极大的相似性.基因簇5’上游20kb内是一个Locus control region(LCR)顺式元件,由4个DNase-Ⅰ超敏感区(HSs)组成.相关的研究工作表明LCR对β-簇珠蛋白基因的红系组织专一性表达有重要作用,它的插入或缺失突变将导致基因表达的紊乱,甚至造成严重的贫血症状.近年来,人们对研究LCR调控元件在β-簇珠蛋白基因发育时期特异性表达中的调控机制给予了极大的关注.希望了解LCR元件中不同的HS是否参与β-簇珠蛋白基因的时期特异开关调节.转基因小鼠研究结果表明人LCR元件中HS3可能与发育早期的胚胎型珠蛋白基因的表达调控相关,但近来有关报道表明小鼠的HS3不为β-簇珠蛋白基因的开关所必需,并且仅部分参与了成年型的β-簇珠蛋白基因的调控.因此,HS3是否参与β-簇珠蛋白基因发育时期特异性的调控尚不完全清楚.     

IL-2内化信号只存在于其受体γ亚基的胞内域

白细胞介素 2 (IL 2 )是一个重要的免疫细胞因子 .它与受体相互作用后激活细胞内一系列信号分子 ,并诱导c myc ,c fos ,c jun及bcl 2等原癌基因的表达 ,从而使细胞增殖和分化 .在这个过程中往往伴随着IL 2内化现象的产生 .受体介导的IL 2内化一方面大大减少了定位在细胞膜上的IL 2受体的数目 ,另一方面则使胞外的IL 2进入细胞并发生降解 ,从而对IL 2的生物活性进行下调控制 .为了确定IL 2受体中专门负责内化的亚基 ,我们构建了一系列由IL 2受体不同亚基的胞内域与胞外域组成的嵌合受体 ,电转染入L92 9细胞建立稳定株并进行IL 2内化检测 .实验结果表明IL 2Rα,β亚基的胞内域都不能单独介导其内化 ,IL 2内化的信号只存在于其受体γ亚基的胞内域中 .另外 ,IL 2受体与IL 2的亲和力的大小亦会影响IL 2内化程度 .     

利用RNA干扰技术敲减rlpk2基因的表达可以延缓大豆叶片衰老

叶片衰老是受细胞内部遗传程序控制的、植物叶片发育过程的最后一个阶段, 对启动和调控这一过程的分子机制及衰老信号的传递途径的研究具有重要意义. 从人工诱导衰老的大豆叶片中克隆到一个新的LRR型类受体蛋白激酶基因rlpk2 (GenBank登录号: AY687391), 无论在前期人工诱导衰老系统还是叶片自然发育过程中, 该基因在大豆叶片中的表达水平都表现出明显的衰老上调趋势. 利用RNA干扰技术(RNA interference, RNAi)“敲减”(knock-down)该基因的表达, 可以明显延缓转基因大豆叶片无论自然发育还是营养缺乏胁迫引起的衰老进程, 转基因植株叶片具有比较致密的表面结构及较高的叶绿素含量.     

金鱼母体因子β-catenin cDNA的克隆及在胚胎发育中的作用

核质相互作用一直是动物胚胎发育领域的研究焦点, 母体因子对于脊椎动物胚胎发育的启动具有决定性作用. 在已有的研究中, 直接研究母体因子β-catenin基因的时空表达规律与其功能的相关性还较少见, 因此, 我们对该基因在金鱼胚胎发育全程中的作用进行了时空性的跟踪研究. 报道了金鱼β-catenin cDNA全基因序列, 并与斑马鱼的β-catenin cDNA序列和氨基酸序列进行了比较, 结果表明, 两者具有很高的同源性, 分别为93% (2227/2384 bp)和98.5% (768/780 aa); 系统地研究了β-catenin基因在金鱼胚胎发育全过程中的表达规律; 用反义RNA和绿色荧光蛋白基因共注射技术, 直接活体考察了β-catenin基因活性对金鱼胚胎发育的影响. 结果证明, β-catenin在胚胎中的分布是动态的, 主要定位于体轴和背部组织, 以及头尾结构. β-catenin活性的丧失, 导致胚胎背部结构严重缺损和沿前后轴组织发育受阻, 并在幼体形成前死亡, 说明该基因是胚胎启动和发育的必要因子之一.     

用ENU诱变产生斑马鱼胚胎发育突变体

斑马鱼作为一种脊椎动物发育模型，正越来越受到重视。用ENU诱变的方法，建立了320个斑马鱼F2家系。通过对F3代胚胎的表型观察，鉴定在外包、体轴、体节、头部、心血管系统等表现异常的突变体。目前已获得35个突变品系，其中以体轴和体节异常的突变体为主。这些突变体斑马鱼品系的建立为克隆突变的基因、研究胚胎早期发育机制打下了良好的基础。     

用ENU诱导斑马鱼突变的初步研究

斑马鱼作为一种脊椎动物发育模型, 正越来越受到重视. 用ENU诱变的方法, 建立了320个斑马鱼F2家系. 通过对F3代胚胎的表型观察, 鉴定在外包、体轴、体节、头部、心血管系统等表现异常的突变体. 目前已获得35个突变品系, 其中以体轴和体节异常的突变体为主. 这些突变体斑马鱼品系的建立为克隆突变的基因、研究胚胎早期发育机制打下了良好的基础.