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Pax基因家族编码一类进化上非常保守的转录因子,它们不仅在动物胚胎发育过程中扮演调节细胞增殖、细胞自我更新和协调特异性分化等重要角色,而且在机体损伤修复、肿瘤发生发展等生理病理过程中起关键的调控作用。果蝇体节分化基因Paired于1986年被发现,之后多国科学家陆续在人及海葵、珊瑚、海鞘,牡蛎等动物中也发现多个Pax基因,从而引起科学界对Pax基因家族的重视。本论文主要对拥有活化石之称的海洋动物中华鲎的Pax基因进行初步研究以及对生活在深海热液区的管状蠕虫的Pax6基因进行初步研究。主要的研究结果如下：1.通过对一岁幼龄中华鲎进行转录组测序和序列分析,我们得到部分或完整的Pax基因序列；对只有部分序列的Pax基因进行3’和5’RACE实验,我们得到5个含有完整的3’UTR和5’UTR的Pax基因并对这5个基因进行CDS克隆；通过与其他物种的Pax基因家族比对,我们将这5个Pax基因分别命名为Paxl/9a、Paxl/9b、Pax2/5/8a、ax6a和Pax6b;得到2个含有完整3’UTR的Pax基因并分别命名为Pax2/5/8c和Pax3/7a；克隆其中含有3个完整CDS的Pax基因并分别命名为Pax2/5/8b、Pax6c和Pax6d。另外,分析已有管状蠕虫转录组序列,我们找到了一个含有完整CDS的Pax6基因并克隆该基因。2.为了研究Pax基因家族在进化中的关系,我们用Pax基因的蛋白序列建构了人、斑马鱼、果蝇、中华鲎、线虫和管状蠕虫的进化树,发现中华鲎的Pax基因家族与果蝇的Pax基因家族有较高的同源性,而管状蠕虫Pax6基因与人Pax6基因和斑马鱼Pax6基因有较高的同源性。3.为了研究Pax基因家族的功能,我们利用模式生物果蝇来研究中华鲎Pax基因家族和管状蠕虫Pax6基因的功能。我们将上面克隆得到8个中华鲎的Pax基因分别转到pUAST载体上,然后分别与A2-3质粒混合后,分别通过显微注射到新鲜的果蝇胚胎中从而得到8个转基因果蝇。利用UAS/GAL4体系,我们把得到的8个转基因果蝇分别与ey-GAL4、GMR-GAL4、en-GAL4、da-GAL4和dpp-GAL4品系果蝇杂交,得到在不同组织中过表达中华鲎的Pax基因的果蝇,观察这些果蝇表型,发现了眼睛,腿和翅膀异常表型的果蝇；其中眼睛异常的果蝇如UAS-Tt Paxl/9b/ey-GAL4, UAS-Tt Pax2/5/8b/ey-GAL4, UAS-Tt Pax6b/ey-GAL4和UAS-Tt Pax6d/ey-GAL4果蝇眼睛都变小；翅膀异常的果蝇如UAS-Tt Pax6b/GMR-GAL4果蝇翅膀为翘翅；腿异常的果蝇如UAS-Tt Pax2/5/8b/GMR-GAL4果蝇腿上长出眼睛,UAS-Tt Pax6d/dpp-GAL4果蝇的腿跗节严重缩短。由上可知中华鲎的Pax基因除了中华鲎Paxl/9a基因外在果蝇体内不同组织中过表达能影响果蝇的正常发育过程。此外,我们用上述同样的方法构建了管状蠕虫的Pax6基因果蝇。利用UAS/GAL4体系,我们把得到转基因果蝇分别与上述5个GAL4品系果蝇杂交,得到在果蝇不同组织中过表达管状蠕虫的Pax6的果蝇,通过观察在果蝇不同组织过表达R.piscesae的Pax6的果蝇,发现UAS-Rp Pax6/ey-GAL4果蝇眼睛缺失,UAS-Rp Pax6/GMR-GAL4果蝇眼睛中部缺失,眼睛表面光滑；而UAS-Rp Pax6/en-GAL4, UAS-Rp Pax6/dpp-GAL4和UAS-Rp Pax6/da-GAL4果蝇均在胚胎期死亡。4.为了探索中华鲎和管状蠕虫的Pax6基因在果蝇眼睛中过表达导致眼睛异常的可能的分子机理,我们选取果蝇Pax6(ey)基因的下游靶基因sine oculis(so)和rhodopsin1(rh1)的启动子进行荧光素酶报告基因检测实验,由荧光素酶报告基因检测实验结果可知中华鲎的Pax6c和Pax6d基因表达的蛋白在293T细胞中能激活果蝇so基因启动子区但不能激活rhl启动子,而中华鲎Pax6a、 Pax6b和管状蠕虫Pax6表达的蛋白在293T细胞中不能激活so和rhl的启动子。由上推测中华鲎的Pax6c和Pax6d在果蝇眼睛中过表达导致眼睛异常可能是由于中华鲎的Pax6c和Pax6d的蛋白与果蝇ey的蛋白竞争性结合到so基因启动子。此外,我们用果蝇ey基因的C端替换中华鲎Pax6b基因和管状蠕虫Pax6基因的C端进行上述荧光素酶报告基因检测实验；由荧光素酶报告基因检测实验结果可知果蝇的ey蛋白的C端能促进中华鲎Pax6b和管状蠕虫Pax6蛋白的N端结合so基因和rh1基因的启动子。Pax基因家族编码蛋白广泛存在动物中,在机体内损伤修复、肿瘤发生发展等生理病理过程中起关键的调控作用,对有活化石之称的中华鲎以及深海热液区管状蠕虫的Pax的初步研究有助于了解海洋动物Pax基因在发育过程中的作用。