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vasa和PL10同属于DEAD-box基因家族,具有依赖ATP的RNA解螺旋酶活性,在细胞RNA代谢中具有重要作用。vasa基因仅在生殖细胞(包括原始生殖细胞)表达,因而可以作为研究生殖细胞的分子标记,追踪原始生殖细胞的发生和迁移过程,从而研究动物早期性别分化的过程。vasa基因对成体生殖细胞的发育和胚胎发育期间生殖细胞的分化都具有重要作用。而PL10在大多数物种中都不具有组织表达特异性,在爪蟾的卵子和小鼠的精子发生过程中具有调控作用。并且vasa基因很可能起源于原始的PL10基因。
尽管vasa和PL10在许多动物中都有过报道,但是在虾类中,还没有同时在同一种虾中报道vasa和PL10的全长及表达特征。本实验参照小鼠、斑马鱼、凡纳滨对虾等物种的vasa基因保守区序列设计一对简并引物,以日本沼虾(Macrobrachium nipponense)卵巢cDNA为模板进行简并PCR扩增,获得一条约400bp的条带。测序后得到两种不同序列,经NCBI数据库Blast搜索后认为分别是日本沼虾的vasa基因(Mn-vasa)和PL10基因(Mn-PL10)。根据获得的Mn-vasa和Mn-PL10序列分别设计特异引物进行5RACE和3RACE扩增,将测得的序列分别与保守区序列进行序列拼接,获得Mn-vasa和Mn-PL10的全长cDNA序列。其中Mn-vasa全长2408bp,包含1803bp的开放阅读框,编码601个氨基酸,具有DEAD-box家族蛋白所特有的9个保守结构域中的7个,N端含有一个锌指结构、1个RGG和7个RG重复序列,但没有甘氨酸富集区。Mn-vasa与罗氏沼虾的vasa基因同源性只有48%,这可能是由于vasa基因具有的两个或两个以上的亚型,而Mn-vasa与罗氏沼虾vasa属于不同的亚型。Mn-PL10全长2607bp,包含2127bp的开放阅读框,编码709个氨基酸,具有DEAD-box家族蛋白所特有的9个保守结构域,N端具有4个RGG重复序列和甘氨酸富集区。说明Mn-vasa和Mn-PL10具有DEAD-box家族基因的特征。
以Mn-vasa和Mn-PL10的特异引物进行PCR扩增,以管家基因beta-actin作为阳性对照,研究Mn-vasa和Mn-PL10在精巢、卵巢、心脏、肌肉、肝胰腺、胃、鳃组织中的表达情况。结果表明Mn-vasa仅在精巢和卵巢中表达,而Mn-PL10在所有组织中均有表达。
特异引物扩增的Mn-vasa和Mn-PL10片段经体外转录制备地高辛标记的cRNA探针,将卵巢组织切片分别用于原位杂交和制作普通组织切片。结果显示:Mn-PL10和Mn-vasa都在卵黄发生前期和卵黄发生期的细胞中表达,而在卵黄积累末期不表达,不同的是Mn-PL10在卵黄发生期定位于卵母细胞的两端,而Mn-vasa则是均匀的分布在卵母细胞细胞质中。说明Mn-vasa和Mn-PL10都可能参与了日本沼虾卵巢的早期分化。
各期发育胚胎的RT-PCR结果显示:Mn-vasa在卵裂、囊胚、原肠、前无节幼体和后无节幼体期有表达,但表达很弱,而Mn-PL10在所有期都有表达。进一步用realtimePCR检测,发现Mn-vasa在早期的表达量高,囊胚期达到最高,随着胚胎发育的进行,表达量依次减小;Mn-PL10在囊胚期、原肠期和前无节幼体期表达量高,后无节幼体期、前蚤状幼体和蚤状幼体期依次降低,并且Mn-PL10的表达量远高于Mn-vasa。