近年来,通过对肌肉发育过程的细胞学和基因表达特点的研究,发现文昌鱼是研究肌肉发育机制及进化的重要材料。文昌鱼的肌肉形成过程与脊椎动物相似,但肌细胞不融合而终生保持单核状态,基因表达的特点也与脊椎动物肌细胞融合前的情况相似。因此,研究文昌鱼肌细胞的发育可以了解脊椎动物肌细胞融合前的发育过程。但迄今已报道的与肌肉发育直接相关的文昌鱼基因很少,国内外的研究者都处于起步阶段。本申请人已构建青岛文昌鱼神经胚cDNA文库,并从中发现3个可能与肌肉发育有关且未在文昌鱼中报道的基因片段。本项目拟在此基础上,构建文昌鱼肌肉发育期/未进入肌肉发育期胚胎的差减cDNA文库,进一步从中寻找与肌肉发育相关的基因。获得这些基因的完整编码序列,搞清其在文昌鱼基因组中的拷贝数,阐明其在胚胎中的时空表达图式,与脊椎动物同源基因相比较,研究这些基因在肌肉发育中的作用,探讨其结构和功能的进化,为了解脊椎动物肌肉发育提供线索。
本研究构建了青岛文昌鱼肌肉发育早期/未进入肌肉发育期胚胎的差减cDNA文库并进行了测序。从中挑选了若干基因进行了表达图式研究。首次揭示snip1基因在文昌鱼和斑马鱼早期发育中的表达图式,发现文昌鱼snip1基因特异性地在幼鱼和成体脊索中强烈表达,而斑马鱼snip1基因在胸鳍、耳泡、头部表达,与文昌鱼的表达图式存在很大差异,提示它们可能参与了不同的发育事件。获得了文昌鱼snip1基因的完整编码序列,阐明了其在文昌鱼基因组中只有1个拷贝,研究了snip1基因在从线虫到哺乳类的代表性物种中基因拷贝数和基因结构的进化。发现sFRP2可能对文昌鱼前后轴形成有重要作用,阐明了其在胚胎中的时空表达图式、完整编码序列、基因组中的拷贝数和sFRPs基因的系统进化。这些结果为了解动物发育和进化提供了线索。