Hir/Hira(histone regulation)基因是组蛋白基因表达的负调节因子,其产物包含一组保守的蛋白家族,广泛存在于从酵母、果蝇、鱼、爪蟾、鸡、植物以及到哺乳动物小鼠和人类等多种生物体当中。在果蝇中的研究发现,Hira基因与受精卵中精核的解凝和雄性原核的形成有关系,而对果蝇的存活没有影响。然而对高等脊椎动物鸡和小鼠的研究表明,Hira基因对发育是必需的,其突变将导致胚胎死亡。银鲫(Carassius auratusgibelio)属于天然雌核发育两性鱼类,卵子发生、受精过程以及胚胎发育具有不同于两性生殖鱼类的特征。考虑到银鲫受精的表型与果蝇Hira基因突变的表型类似,我们将Hira基因引入到银鲫的发育生物学研究中,探讨其在鱼类卵子发生、胚胎发育和雌核发育中的调控作用。本研究组在前期的工作中已经克隆出了银鲫和两性生殖彩鲫Hira基因的全长,并制备了银鲫HIRA蛋白的的多克隆抗体。本次研究首先采用原位杂交、免疫荧光定位等方法,检测了Hira基因mRNA和蛋白质在银鲫和彩鲫卵子发生过程中的动态变化,然后又采用反义吗啡林寡核苷酸(Morpholino,MO)技术敲降了HIRA蛋白的表达,观察了HIRA蛋白表达下降对胚胎发育的影响。本次研究将为揭示雌核发育银鲫鱼的卵子发生和胚胎发育中的关键问题提供依据,而且会大大丰富发育生物学的理论知识,促进鱼类基因功能方面的进一步研究。银鲫和彩鲫卵子发生过程中Hira基因转录产物的变化基本一致,在Ⅰ期卵母细胞的细胞核中大量表达,至Ⅱ期卵母细胞时转至细胞质中均匀分布,在Ⅲ期卵母细胞中,杂交信号逐渐移向细胞的周边,到Ⅳ期时随着卵黄物质大量积累,杂交信号几乎不见。HIRA蛋白在银鲫和彩鲫卵子发生过程中的变化略有差别,即在彩鲫中出现得较早。HIRA蛋白在银鲫Ⅰ期卵母细胞中没有表达,在Ⅱ期卵母细胞的细胞质中有弱表达,在Ⅲ期早期卵母细胞的周边有强烈表达。而在彩鲫Ⅰ期卵母细胞中就有HIRA蛋白的弱表达,在Ⅱ期时HIRA蛋白在细胞质中大量表达,Ⅲ期早期卵母细胞的细胞质中有弱表达。在银鲫和彩鲫Ⅲ期末和Ⅳ期卵母细胞中都很难观察到荧光信号。其原因可能是后期卵母细胞体积急剧增大,以至于Hira基因产物的相对密度下降,用原位杂交和免疫荧光染色的方法很难观察到。Hira mRNA和蛋白质在银鲫和彩鲫早期卵母细胞中有较强表达,且在银鲫和彩鲫卵子发生过程中没有显著差异,说明其可能对于脊椎动物卵子发生和减数分裂没有显著影响,而是在受精或胚胎发育过程中起作用。在银鲫受精后1细胞期,采用反义吗啡林寡核苷酸(Morpholino,MO)敲降(Knock down)的方法研究了Hira基因对银鲫胚胎发育的影响。Western Blot分析发现,早期注射Hira-MO组与对照组胚胎中HIRA蛋白的表达没有明显差异,但到心跳期,Hira-MO注射组的蛋白表达开始明显下降,虽然在孵化期蛋白表达水平又得以恢复,但还是引起了严重的胚胎发育缺陷,注射组胚胎在原肠作用过程中,下包速度较对照组慢,围心腔水肿,卵黄吸收产生障碍,尾部扭曲变形,血液循环受阻等。胚胎在出苗前就大量死亡。少数可以孵出的鱼苗,神经系统发育异常,神经管内神经细胞的分布发生了改变,集中在神经管的中央。此外,消化系统发育也不正常,表明了HIRA蛋白除了与雄性原核的形成有关系外,在胚胎发育过程中也起着很重要的作用。