本论文报道了在斑马鱼中与人类的双甲基精氨酸水解酶(Dimethylarginine Dimethylaminohydrolase，DDAH)结构类似的蛋白家族斑马鱼DDAH分子的相关功能。该蛋白家族在斑马鱼中有两个成员，其氨基酸序列相似性为47％。首先，我们克隆出该家族的两个基因ddah1和ddah2的核苷酸序列，并对其序列进行了氨基酸序列分析。其次，将我们得到的序列在NCBI网站上进行比对，在搜查结果中我们选择了从低等的细菌至高等的哺乳类动物中17个具代表性的物种的23条DDAH类似序列，分析了它们的氨基酸序列的特点并且找出它们的进化关系。再次，我们参照已知的boyine DDAH1的三级空间结构，用软件模拟出DDAH1和DDAH2的三维空间结构，结果显示从低等到高等脊椎动物中此家族蛋白的空间结构具很高的保守性。第四，对ddah2 mRNA的时空表达和其蛋白牵涉的作用机制进行了研究。结果发现，整体原位杂交方法揭示了ddah2基因的表达最早出现在12hpf时胚胎前中脑和躯干中部的腹侧，至24hpf此基因一直在眼原基、松果体、和脑区各个部分都有较强表达。到42hpf时，ddah2则特异的在视网膜的内核细胞层(Inner nuclear layer，INL)的未分化前体细胞中表达，并随着INL细胞的分化而呈扇形表达模式。到5days，视网膜INL细胞已经分化完成，ddah2就转移至视网膜睫状区(Ciliary marginal zone，CMZ)中高表达，此区是视网膜分化形成后，待分化前体细胞的聚集地。有趣的是，在小鼠视网膜的未分化前体神经元和新生的内核层神经元中也有ddah2的高表达，暗示着此蛋白从低等至高等脊椎动物中在视网膜发生方面的功能保守性。而用real-time PCR的方法检测发现成鱼的眼睛中仍然有ddah2有高表达，是肌肉的13倍以上。功能实验方面：在胚胎早期阶段抑制DDAG2蛋白表达，提高培养液中双甲基精氨酸(NG，NG-dimeththyl-L-argin-ine，ADMA)或一氧化氮合成酶抑制剂(Nitro oxide synthetase inhibitor，nNOS inhibitor)的浓度，均会影响胚胎正常发育，且导致类似的发育滞后的表型；且用标记视网膜不同层次的特异的分子探针对不正常的胚胎进行原位杂交，发现视网膜的发育也同样受阻。若抑制DDAH2表达和在培养液中增加ADMA的量都会使总一氧化氮(Nitro oxide，NO)生成量降低。在人的293T细胞内表达的融合蛋白DDAH2-GFP能在体外有效的水解ADMA，生成瓜氨酸。综合以上结果，我们推测ddah2在胚胎40hpf之前，能够通过调控DDAH2/ADMA/nNOS/NO通路来影响胚胎发育进程。第五，对ddah1 mRNA的时空表达和其蛋白对胚胎发育的影响展开了研究。结果发现，整体原位杂交揭示ddah1基因最早在50％外包期时非常弱的在胚胎的背部胚环(germ ring)有表达，随后10hpf时在整个胚盾都有较强信号，14hpf时在前中后脑以及脊髓都有较强表达，而且以第2菱脑节的表达最为特异，之后直至48hpf，ddah1基因在各脑区及整个视网膜都有表达，72hpf时就基本上看不到信号。而real-time PCR结果显示此基因在成鱼的肝表达较强，是肌肉的20倍左右。并且通过抑制和过表达两种实验验证，DDAH1表达水平的变化均能导致标记脊索、体节和后脑的特异的分子信号加宽和畸形，说明DDAH1功能的缺失会使原肠期时体轴中胚层和神经外胚层细胞迁移受阻，细胞间的联系被打乱，细胞成团簇状，出现了加宽的中胚层和神经板，神经外胚层细胞不能接受来自体轴中胚层的正常诱导信号，从而只增殖不分化，影响了神经管的闭合；而过量的DDAH1同样会影响此细胞迁移过程，神经管也不能闭合，并且DDAH1的过表达还有剂量倚赖效应。综上所述，我们推测，DDAH家族蛋白在斑马鱼胚胎早期发育过程中扮演了重要角色，DDAH2和DDAH1的表达谱和功能侧重点各有不同。DDAH2可能与40-hpf前的胚胎系统发育和40-hpf后的胚胎的视网膜待细胞分化的关系密切，而DDAH1则在原肠胚期间细胞朝背中线迁移、神经外胚层分化、神经管闭合有密切的关系。