皮层蛋白(cortactin)是一种微丝细胞骨架调控蛋白,它与肌动蛋白纤丝相结合,参与调控细胞皮层区微丝的聚合和微丝细胞骨架的组织。作为细胞内 Src类酪氨酸蛋白激酶的主要底物,它还代表了一类高度保守的皮层信号蛋白家族。离体实验证明皮层蛋白是细胞运动的重要调控因子,但由于成体组织不透明,难以观察,且细胞运动不活跃,因此一直缺乏相应的体内实验证据。另一方面,细胞运动在所有后生动物发育过程中起重要作用,细胞运动机制的阐明对于形态发生机制的理解具有重要意义,但是由于缺乏动物活体内细胞运动的研究,对个体发育中细胞运动的分子机制至今了解较少。本研究以斑马鱼(Danio rerio)和文昌鱼(Branchiostoma belcheri tsingtaoense)胚胎为实验模型,从基因结构、表达图式、功能分析等方面在分子水平、细胞水平、组织水平上系统研究了皮层蛋白调控的活体状态下胚胎发育过程中原肠化细胞运动的分子机制,并探索了脊椎动物进化过程中原肠化形态发生运动的演化。 研究首先克隆了斑马鱼皮层蛋白基因,它编码含有 504 个氨基酸残基的蛋白质,蛋白质序列比对表明斑马鱼与高等脊椎动物的皮层蛋白具有高度的序列结构相似性,都含有四个特定的功能域即氨基端的 NTA 结构域,羧基端的 SH3 结构域和位于二者中间的皮层蛋白重复序列结构域和 α-螺旋结构域。研究鉴定了斑马鱼皮层蛋白基因组序列,将其定位到斑马鱼基因组第 19 号染色体上,斑马鱼皮层蛋白基因长度约 7Kb,含 15 个外显子和 14 个内含子。研究还首次鉴定了在斑马鱼第 19 号染色体上存在的一个从硬骨鱼到哺乳动物均高度保守的同线性基因连锁簇 CCND1-ORAOV1-FGF19-FGF4-FGF3- CORTACTIN-SHANK2,利用比较基因组学方法鉴定了斑马鱼基因组中位于该连锁簇中的 2 个新基因 ORAOV1和 SHANK2 及定位于斑马鱼 4 号染色体上的皮层蛋白旁系同源基因 HS1。 Western blotting 检测发现,皮层蛋白在原肠期表达显著提高,整装抗体染色表明在原肠期开始时,皮层蛋白大量表达于胚盾附近区域即未来的胚胎背侧,在发生汇聚迁移的胚盾附近的细胞中分布较多,通过激光扫描共聚焦显微术观察,