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人类KLHL31基因定位于6p12.1,其全长有5743个碱基,开放阅读框包括1905个碱基序列,编码一个含634个氨基酸残基的蛋白质,该蛋白包含有保守的BTB和串连重复的Kelch结构域,在成体骨骼肌和心肌组织中特异表达。前期实验利用酵母双杂交技术,从成人心脏文库中已经筛选出与KLHL31发生相互作用的蛋白质,其中NOMO是一个与Nodal信号途径相关的基因。本实验通过免疫共沉淀实验证明人类KLHL31和NOMO存在相互作用,同时发现主要是NOMO的C端与KLHL31的BTB结构域有较强的相互作用,而其它结构域没有相互作用。本实验通过斑马鱼受精卵的显微注射研究发现,注射了KLHL31 morpholino (KLHL31-mo)的试验组出现了较对照组斑马鱼胚胎个体发育迟缓、心跳过慢,全身色素形成缓慢等突变性状；个别的出现无心跳,无眼睛,全身大部分器官发育不全,最后在第四天左右死亡。显微观察发现心跳过慢的个体心脏的心室和心房的相对位置异常。注射KLHL31 mRNA能拯救KLHL31-mo导致的发育异常,表明KLHL31在斑马鱼的胚胎发育进程中起着重要的作用。利用RT-PCR和Western-blot检测斑马鱼空白对照组、KLHL31干扰组、NOMO干扰组、KLHL31、NOMO共干扰组中Nodal信号途径的标志性基因Lefty2、Pitx2、Nodal的表达情况,发现KLHL31和NOMO存在抗拮作用,影响Nodal信号通路标志基因的表达。提示KLHL31和NOMO基因相互作用调节Nodal信号通路,影响斑马鱼的左右不对称发育。在肌细胞的分化过程中,多功能的中胚层细胞特化成为成肌细胞,这些成肌细胞最后分化为与肌肉收缩密切相关的成熟肌纤维。Myf-5、MyoD、Myogenin等生肌调节因子和MADS等调节因子在整个分化过程中的表达是高度有序的,而其相互调节的环节也是非常复杂的。本文以C2C12细胞为模型,初步研究了KLHL31在肌生成中的作用,找出了该蛋白在肌生成复杂网络中的调控模式。RT-PCR检测发现C2C12细胞KLHL31过表达稳定系中MyoD和Myogenin在C2C12肌原分化过程中的0 d、2 d、4 d、6 d的转录水平上调。荧光素酶报告系统分析发现KLHL31能够增强肌肉特异性基因肌肉激酶(MCK)启动子(MCK4800和4RTK)的活性,证明KLHL31在C2C12细胞肌原分化过程中起很重要的作用。