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DEAD-box家族蛋白是一类ATP依赖的RNA解旋酶,广泛存在于从细菌到哺乳动物的许多物种中,参与RNA代谢的几乎所有过程。其中的vasa和PL10基因对于生殖细胞的发生具有重要作用。由于vasa基因在许多动物生殖系细胞中的表达特异性,它被广泛用作生殖细胞的分子标记物,在动物生殖细胞发生和生殖调控等研究中起到了重要的作用。中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)是我国最重要的经济虾类之一,对其生殖和发育的研究具有重要意义。本文采用同源克隆策略,筛选和克隆了中国明对虾两个DEAD-box家族基因Fc-vasa和Fc-PL10a的全长cDNA序列,并对其进行了序列特征和表达分析。
克隆得到的Fc-vasa基因cDNA序列全长2893 bp,含有开放阅读框2139 bp,可以编码712个氨基酸,Fc-PL10a基因cDNA序列全长2398 bp,其中开放阅读框长1983 bp,编码660个氨基酸。两基因推导的氨基酸序列具有DEAD-box家族蛋白共有的全部九个保守结构域和RGG重复序列,Fc-VASA、Fc-PL10A具有VASA和PL10蛋白共同保守的ARKF框,Fc-VASA的N端区域存在3个VASA蛋白特有的锌指结构(CCHC框)。同源性比对和进化分析显示两基因编码蛋白分别与其他物种的VASA和PL10相关蛋白具有较高的相似性,证明VASA和PL10蛋白在进化上高度保守。蛋白三维结构预测蛋白功能显示两个蛋白Fc-VASA和Fc-PL10A具备了DEAD-box家族蛋白RNA连接,ATP酶和解旋酶的功能。
半定量RT-PCR分析显示,Fc-vasa基因在成体性腺组织中特异表达,表达量随着性腺成熟逐渐降低;原位杂交结果表明Fc-vasa mRNA主要在精原细胞和卵母细胞的胞质中表达显著,因此,推测该基因可能参与中国明对虾两性配子的发生。胚胎和幼虫RT-PCR分析检测到2细胞期至膜内无节幼的各期胚胎都含有 Fc-vasa mRNA。但表达量逐渐降低,自出膜后的无节幼体开始检测不到表达信号,根据以上结果推测,Fc-vasa mRNA可能作为母源生殖质成分参与中国明对虾生殖细胞的决定和形成。另外,RT-PCR分析检测到Fc-PL10a在性腺和其它成体组织中都有表达,推测该基因可能具有更广泛的功能。