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Ly-6/uPAR/1CD59/neurotoxin基因超家族(Ly-6 SF)一直被认为在哺乳动物的天然免疫及适应性免疫中发挥着重要作用。然而该超家族各基因成员除了都有一个由四至五对二硫键构成的保守的Ly-6/uPAR结构域之外,氨基酸水平上的相似性并不高,功能也非常多样,除CD59,uPAR外,其余基因的功能都很不清楚。
在本实验室所构建的杀鲑气单胞菌(Aeromonas salmonicida)和金黄色葡萄球菌 (Staphylococcus aureus)感染的斑马鱼抑制性差减杂交(Suppression Subtractive Hybridization,SSH)eDNA文库中,我们发现了Ly-6 SF的一个成员ztNeu5。
通过5-RACE和3,-RACE我们得到了zfNeu5的基因全长。通过对斑马鱼全基因组序列的检索,我们找到了斑马鱼基因组上共12个该基因超家族的成员。我们对这些基因分别进行了cDNA全长分析和蛋白结构预测等生物信息学分析。运用同样的方法我们分别在两种河豚(Pufferfish,TakiFugu)中发现了十五个和十六个该基因超家族的成员。同时,利用系统泼生学分忻的方法,我们将斑马鱼Ly-6SF基因与Genebank中具有代表性的物种的ny-6 SF同源基因进行了比对,发现哺乳动物和硬骨鱼类的Ly-6SF是独立进化的,斑马鱼的ny-6 SF受正选择压力调控,符合硫birth-and-death模式。
利用实时荧光定量PCR技术(real-time fluorescent quantitative PCR)对杀鲑气单胞菌 (Aeromonas salmonicida)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)感染前后的斑马鱼zfNeus基因的表达模式进行了检测。同时也检测了其在斑马鱼胚胎时期的表达情况。结果表明,大多数zfNeus都特异地在某个组织或某些组织中表达,胚眙时期的表达谱也各有特色,预示了这些基因在斑马鱼体内行使着不同的功能。对在感染的斑马鱼内脏中高幅度上调的zfNeu2和zfNeu5我们进_步进行了—系列的功能探讨。—方面,我们利用酵母,病毒,革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的纯组分刺激斑马鱼,检测基因的上调情况。另—方面,我们利用原核表达系统获得其抗体及活性蛋白,注射斑马鱼,检测细胞因子的变化,并结合感染实验观察死亡率。实验结果提示zflqeu5很可能具有下调细胞因子的免疫抑制作用。结合哺乳动物Ly-6SF各基因成员的功能,我们推测zfNeu5很可能通过与乙酰胆碱受体相互作用而参与神经调控免疫通路。此外,针对zfNeu5基因,我们构建了shRNA干扰载体,并筛出—个有效的干扰靶标,对成体斑马鱼的RNAi技术进行了初步的探讨。总之,对斑马鱼Ly-6/uEAR/CD59/neurotoxin基因超家族的序列分析、组织分布、系统发生学分析和蛋白活性研究以及贼体RNAi技术的探讨,为进一步研究其在斑马鱼体内的.作甩打下了良好的基础。同时,也为我们更深入地了解该基因超家族的分子进化,尤其是低等脊椎动物由硬骨鱼过渡向高等脊椎动物转变的关键时期的分子进化提供了新的线索。