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硒是人体必不可少的微量元素之一,适量的补硒可以预防和控制心血管、肿瘤等疾病。硒蛋白是微量元素硒以硒代半胱氨酸形式(Sec)通过编码的方式进入多肽链所形成的蛋白质。目前已经阐明功能的硒蛋白都是重要的酶类。因此对果蝇硒蛋白所进行的研究具有重要的现实意义。果蝇硒蛋白G-rich是果蝇体内所含的三种硒蛋白之一,也是果蝇当中唯一基因功能未知的硒蛋白。以果蝇硒蛋白G-rich为研究对象,研究其在果蝇发育不同时期及不同部位表达量的变化,及dsRNAi基因敲减后各种基因表达量的变化对揭示果蝇硒蛋白G-rich的基因功能具有重要意义。本实验选择黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)的卵、一龄幼虫、二龄幼虫、三龄幼虫、蛹和成虫作为不同发育时期的样品,分别提取总RNA,进行RT-PCR扩增,通过半定量RT-PCR,研究了果蝇硒蛋白G-rich在个体发育不同时期表达量的变化。研究发现在果蝇个体发育的三龄幼虫时期,果蝇硒蛋白G-rich表达量明显增高。以黑腹果蝇不同发育时期的胚胎整体为试材,以地高新标记的果蝇硒蛋白G-rich反义RNA为探针与果蝇卵整体进行原位杂交。对果蝇硒蛋白G-rich mRNA在胚胎发育不同的表达部位进行了研究。原位杂交结果表明,果蝇硒蛋白G-rich在果蝇胚胎的前肠基,后肠基,中胚层和中肠中有大量表达,所以G-rich在果蝇胚胎发育中起到重要作用。用PCR的方法,获得两端带有T7启动子的G-rich模板序列,并将其成功转录为双向RNA链,经复性缓冲液及复性作用获得双链RNA。采用浸泡的方法,将dsRNA导入果蝇S2细胞系,获得基因敲减后的mRNA。用Affymetrix公司生产的果蝇表达芯片GeneChip? Drosophila Genome 2.0 Array,进行基因芯片检测和分析分析,研究了果蝇硒蛋白G-rich基因敲减后与G-rich相关的多个基因的表达量的变化。并结合果蝇硒蛋白G-rich在果蝇个体发育不同时期和不同部位的表达的研究结果对于果蝇硒蛋白G-rich的基因功能进行了分析。研究发现果蝇硒蛋白G-rich基因敲减后,与抗氧化,蛋白水解酶,抗菌剂,细胞编程性死亡,自体吞噬的细胞死亡相关的多数基因,总体上有大幅度的表达上调趋势。一般认为一个基因敲减后,往往与其功能相似的蛋白的含量会大幅升高来弥补其基因敲减后的功能缺失,因此果蝇硒蛋白G-rich很可能与果蝇硒蛋白BthD和人体硒蛋白细胞内谷胱甘肽过氧化物酶(cGPX)、细胞外谷胱甘肽过氧化物酶(eGPX)和磷脂氢谷胱甘肽过氧化物酶(PHGPX)等一样也具抗氧化作用。基因敲减后的基因芯片检测结果与原位杂交对果蝇硒蛋白G-rich在胚胎发育的不同部位的表达结果和RT-PCR对果蝇硒蛋白G-rich在果蝇发育的不同发育时期的表达的检测结果表现出某种程度的一致性。基因芯片检测发现果蝇硒蛋白G-rich很有可能与抗氧化有关。而原位杂交则显示果蝇硒蛋白G-rich主要在果蝇胚胎中的前肠基,后肠基,中胚层和中肠中有大量表达,而这些部位将来都发育为果蝇的消化系统,前人研究表明抗氧化酶一般在此部位表达量较高,这进一步证明了果蝇硒蛋白G-rich在果蝇体内主要起抗氧化的作用。RT-PCR显示果蝇硒蛋白G-rich在果蝇的三龄幼虫表达量最高,而在三龄幼虫时期肠组织所占体积几乎是果蝇所有发育时期中最多的。这也间接果蝇硒蛋白G-rich与果蝇的发育及抗氧化作用有关。综合上述结果推测果蝇硒蛋白G-rich很可能是一种与抗氧化相关的蛋白质。