Paired box6(Pax6)基因是果蝇eyeless基因在脊椎动物中的同源基因,对调控脊椎动物眼睛发育起到重要的作用。本实验研究花背蟾蜍体内冗余的Pax6基因家族成员Paired box6variant(Pax6variant,VP)在体外培养角膜细胞中的功能。典型Pax6蛋白所具有的三个主要结构域,配对结构域、配对型同源异形结构域和PST结构域,通过序列比对发现,在VP蛋白中仅有位于C末端的PST结构域发生了重大改变。而对于在DNA序列识别及与DNA结合过程中起到重要作用的配对结构域和配对型同源异形结构域在VP蛋白中保存完整。PST结构域主要起到反式激活活性的。Pax6蛋白的功能需要完整的PST结构域。因此认为PST结构域的改变会使得VP的反式激活活性与Pax6产生很大变化。分别对两种蛋白进行磷酸化位点预测后发现相比于Pax6蛋白不论是可能的磷酸化位点还是可以对其进行磷酸化的激酶的识别位点在VP中都发生了显著减少。免疫荧光实验显示Pax6和Pax6variant的表达位置都在细胞核内。Pax6基因对个体发育及细胞的生长分化的许多过程都会产生决定性影响。本实验主要关注其对细胞周期调控及细胞命运决定的影响。研究发现Pax6vailant同样具有这两种功能。但与Pax6不同的是Pax6variant对细胞周期的抑制作用更强烈,对其他眼域转录因子或相关调控因子的激活或抑制活性也与Pax6不同。根据Pax6variant的结构及功能的分析,推测它的系统发生可能存在如下过程。在花背蟾蜍起源的过程中,Pax6基因发生了一次随机的复制,产生了一个多余的拷贝。多出的这个拷贝维持着个体较低的选择压,为多拷贝基因的修饰及突变提供了更多的机会。在偶然的条件下,其中一个拷贝的Pax6基因在PST结构域发生了一次缺失突变并随之发生移码突变。新产生的突变基因既为Pax6variant。它与原有的Pax6基因共同作用,调控花背蟾蜍眼睛发育进程而形成了新的调控机制,从而被自然选择所保留。类似的这种事件在脊椎动物的进化过程中独立出现过多次,最终形成了多种多样的Pax6基因家族成员。