多疣壁虎4个角蛋白基因在趾垫中的表达模式分析

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壁虎具有在垂直墙壁上攀爬的能力,以往的研究表明,刚毛对其垂直爬壁能力起着至关重要的作用,但目前仍不清楚其生物学分子机制。本研究以南京本地较为常见物种多疣壁虎(Gekko japonicus)为实验材料,对其趾部刚毛进行研究。利用Illumina高通量测序技术,开展了多疣壁虎趾部皮肤(刚毛部分)表达基因的深度测序,得到22条β角蛋白序列并对其做进一步分析。从22条β角蛋白中选取scale-keratin-like(XM_015420554.1)、claw-keratin-like(XM_015420665.1)、claw-keratin-like(XM_015420575.1)、beta-keratin-related-protein-like(XM_015420690.1)为后续研究基因并依据氨基酸含量暂命名为ge-gprp-9、ge-gprp-10、ge-gprp-11、ge-gprp-12。爪、鳞片、β角蛋白相关蛋白这三个方面为本研究的关注点,并且GE-GPRP-9、GE-GPRP-10、GE-GPRP-11、GE-GPRP-12具有β角蛋白典型的芯盒结构(core-box)。因此选取该4条β角蛋白基因,并运用荧光定量PCR技术,分析该4条基因在多疣壁虎胚胎发育4个典型时期34期、36期、39期和42期趾部组织的m RNA相对表达量。结果显示,ge-gprp-9、ge-gprp-10、ge-gprp-11、ge-gprp-12基因在多疣壁虎刚毛形成的关键时期(39期和42期)表达量最高且差异显著。此外,运用原位杂交技术分析了4个基因在多疣壁虎4个胚胎发育时期(34期、36期、39期、42期)的组织空间表达情况,4个基因的阳性信号表达情况基本相同,阳性信号主要存在于刚毛组织,在与刚毛形成有关的角质层和β层中也广泛存在,表明这些基因与刚毛的形成密切相关。对多疣壁虎、安乐蜥(Anolis carolinensis)和短吻鳄(Alligator mississippiensis)的β角蛋白基因进行系统发育分析,多疣壁虎与安乐蜥具有更近亲缘关系,可能与它们都具有刚毛有关。
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