关于墨西哥丽脂鲤的研究.ppt.ppt

如图所示：移植实验的结果 A图所示是洞穴鱼的正常一侧，B图所示是被移植地表鱼眼原基的一侧。 E图所示是地表鱼正常的一侧，F图所示是被移植洞穴鱼眼原基的一侧。 因为晶状体的发育是自主的，这些结果说明晶状体细胞凋亡是眼睛退化的主要原因。 在地表鱼的发育期间，晶状体产生一种信号导致眼睛一步步发育和分化，在洞穴鱼中可能是这种信号的缺失导致眼部退化。 实验结果也说明洞穴鱼的晶状体凋亡是早就预设的，至少是在移植前就已经预设好了。 基因表达模式的研究 对于基因的研究，首先是采用显示分析表达的DNA序列的差异，然后通过微芯片比较地表鱼和洞穴鱼的转录本的差异，令人意外的是，两种结果都显示洞穴鱼的很多基因表达水平要高于地表鱼。这个结果使得一些学者提出的洞穴鱼的眼睛退化是为了减少能量损耗的理论失去了证据。 必威体育精装版的研究方法是先比较候选基因（筛选出对眼睛发育有重要作用的基因），目前已经比较了包括转录因子、编码蛋白质的结构基因等150多个个体的基因。 后面将详细讨论个别基因的表达模式。 原位杂交检测的结果显示大多数基因的表达模式并没有显著的变化，例如，在洞穴鱼的晶状体和视网膜中，转录因子Prox1的表达是正常的。视蛋白基因在洞穴鱼中也是正常表达的。这些结果显示了，在洞穴鱼类的眼睛发育中，功能基因甚至包括控制区的结构基因的功能是不会发生改变的。 但是，在洞穴鱼中，有一些基因有着特殊的表达模式。 一个基因具有Hsp90α分子伴侣，正常情况下在洞穴鱼和地表鱼中都会表达。然而，当洞穴鱼开始进行细胞凋亡时，它的表达异常活跃。研究显示，当它的表达被抑制后，洞穴鱼的细胞凋亡也会停止，视网膜会在一定程度上恢复分化。这个结果说明Hsp90α的活化作用是洞穴鱼眼部退化和晶状体细胞凋亡的必需条件。但是具体作用还不清楚。 K图所显示的是地表鱼胚胎眼部截面中hsp90α的表达区域 L图显示的是同一时期洞穴鱼胚胎眼部截面hsp90α的表达区域。可以看出在洞穴鱼中，hsp90α的表达要活跃的多。 在脊椎动物包括斑马鱼的神经胚时期，pax6会在晶状体基板和视泡原基中表达，可见pax6编码的转录因子在调节眼部发育中有着非常重要的作用。眼泡的结构有视杯和视柄两个部分组成，这两个部分分别受到pax6和pax2的调节作用。Pax6作用于视杯的发育，而pax2控制视柄的发育。推测这两个转录因子之间有着拮抗作用。这就能够解释杰弗里教授曾经观察到的，在洞穴鱼的眼部发育中，视杯缺失后，能在腹侧形成更大的视柄区域这一现象。 山本等人发现，在洞穴鱼的眼部发育中，pax6的表达模式相对于地表鱼果然是有着细微的变化。第一，在洞穴鱼的晶状体基板中，pax6的表达有所减少；其次，对比地表鱼和洞穴鱼的pax6的表达区域，洞穴鱼的相对更小。这表明在洞穴鱼的胚胎中，pax6基因的表达模式有所缓和。 与之相应的是pax2的表达模式的改变，在最近几年的研究中，山本等人发现pax2a在洞穴鱼胚胎中的表达区域在尺寸上有所增加。 因此推测，洞穴鱼眼睛退化的机制之一是pax6和pax2的相互作用导致视泡结构改变。 从图上能更加清楚的看到这种改变 E图显示的是地表鱼pax6的表达区域，F图显示的则是洞穴鱼的表达区域。 G和H是从另一个切面看pax2a的表达区域。Pax2a的表达区域在视泡（optic vesicles）基部。 Hedenhog 信号的重要作用 对于脊椎动物的眼睛发育过程，还有一个设想，假定视杯最初形成于中间的信号区域，然后被胚胎中间出现的Hh信号分开，形成两部分，继而发育成两个眼睛。因此，在正常的眼睛发育过程中，Hh信号阻断pax6在中间区域的表达，是形成两边正常眼睛的必要条件。支持这一论断根据是，在人类和小鼠身上，Shh（脊椎动物体内的Hh信号基因）的突变会导致独眼畸形，即在中间位置发育成一只单独的眼。 在硬骨鱼中，有两个Hh信号基因：Shh和twhh,这两个基因有重叠的表达模式，因此在硬骨鱼中，这两个基因的正常表达可能是两边眼睛完全分开的必要条件。 详细对比洞穴鱼和地表鱼这两种基因的表达区域，可以发现，在神经胚阶段，shh和twhh的表达区域在洞穴鱼的胚胎中有一个扩充。在洞穴鱼中，shh基因表达最宽的地方有十个细胞的宽度，而在地表鱼中，只有六个细胞。 A图显示的是地表鱼的shh信号基因表达的区域。B图显示同一时期洞穴鱼的表达区域。可以看出洞穴鱼的表达区域要略微大一些。 通过功能性的实验可以了解这种表达区域的扩增有着什么样的意义。 山本等人将hhmRNA注射到地表鱼卵和早期卵裂的胚胎一侧，然后，shh的表达在胚胎中线上开始扩充，在眼泡里表达的pax6被抑制，随后的发育中，shh的表达不对称扩充，在扩充表达的一侧，眼睛的发育开始改变，形成的眼泡更小，腹侧结构缺失。当这些胚胎长成后，被注射的一侧眼睛缺失，集中光线照射