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RNA干扰(RNA interference,RNAi)是真核生物体内在转录后水平调控基因表达的机制。Dicer是RNAi通路里一种重要的蛋白,它在RNAi的起始阶段通过剪切双链RNA(dsRNA)产生非编码的小干扰RNA(siRNA)和微小RNA(microRNA),其主要参与了调控内源基因的作用。牙鲆是一种重要的海水养殖鱼类。在牙鲆仔鱼向稚鱼发育过程中,会发生眼睛移位,体色及生活方式等一系列变化。外源性的甲状腺激素(TH)能够诱发牙鲆仔鱼的变态早熟,添加硫脲(TU)则会阻止牙鲆仔鱼的变态。本实验室已经分析了IGF-1、IGFBP-1和microRNA等对牙鲆变态发育过程所起的作用。国内外也在各动植物体内鉴定出了Dicer基因并研究了其内在的作用机理。但对牙鲆Dicer的鉴定以及Dicer对牙鲆生长发育的调节的报道至今未见。因此,本实验克隆了牙鲆Dicer cDNA序列并对其结构进行了分析,检测了其在牙鲆胚胎和仔鱼各发育时期、不同组织的表达以及甲状腺激素和硫脲对它的影响。同时,在最近的研究中发现,Lin-28通过结合在let-7前体的颈环上阻碍Dicer的剪切,间接的抑制了let-7的成熟。为了验证let-7d、Lin-28b、pre-let-7d1和Dicer之间的关系,本实验还在牙鲆早期发育时期中,检测了Lin-28b、pre-let-7d1和let-7d的表达水平。并在牙鲆胚胎细胞中沉默了Dicer基因,检测了胚胎细胞中let-7d、Lin-28b、pre-let-7d1和甲状腺激素的变化。以期为进一步研究Dicer在牙鲆生长发育中作用的研究提供基础性资料。本研究通过RACE PCR法成功克隆了牙鲆Dicer基因cDNA序列。包括了231bp的5’非翻译区(UTR)、663bp的3’-UTR和5691bp的开放阅读框。通过ORFFinder分析,牙鲆Dicer的开放阅读框编码了1896个氨基酸。对Dicer氨基酸序列进行蛋白质结构分析,发现其有六个高度保守的结构域,分别为DEXD/H-box、DUF283、PAZ_dicer_like、两个临近的RNaseⅢ和dsRBD结构域。将牙鲆与其他物种的Dicer基因进行氨基酸序列对比,结果显示其与人类、斑胸草雀和安乐蜥的同源性都为77%,与非洲爪蟾、罗非鱼、斑马鱼和家鼠的同源性分别为73%、89%、81%和76%。经NJ系统进化树分析,牙鲆Dicer位于硬骨鱼纲的分支上。进化树的结果也显示了Dicer从线虫到人类的阶梯进化关系。定量结果显示,牙鲆Dicer基因在牙鲆未受精卵,胚胎和仔鱼发育的各个阶段均有表达,并且多个发育时间点差异表达显著。在胚胎早期发育中,牙鲆Dicer基因在囊胚期(E2)表达量最高,之后随着发育时间逐渐降低,其中在17dph,23dph,29dph和36dph的表达水平无显著性差异。Dicer mRNA在牙鲆成鱼各组织的表达也显示,牙鲆Dicer mRNA在所有检测的组织中广泛表达,并且不同组织中的表达差异显著。Dicer基因在大脑中表达最高,是肌肉(最低)中的47.00倍(p <0.01)。其次,牙鲆Dicer在心、腮和脾脏里的表达要稍高,但彼此间无显著差异。除了上述组织以外,牙鲆Dicer在胃、肾脏、肝脏和肠的表达要高于性腺,彼此间无显著差异。本实验用TH和TU处理牙鲆变态时期的仔鱼(孵化后17天(17dph)、23天(23dph)、29天(29dph)和36天(36dph))。通过荧光定量PCR的方法,分析了在激素的作用下,Dicer在牙鲆变态发育时期表达的变化。结果发现,在17dph、23dph和29dph,用TH和TU处理的牙鲆Dicer表达都没有显著变化;用TH处理21天后(36dph)牙鲆Dicer mRNA的表达水平与正常组对比显著下降;TH和TU处理8天后(23dph)牙鲆Dicer的表达则要显著高于其他时期。在正常组里,牙鲆Dicer mRNA的表达水平在各时期都几乎一致。本实验在牙鲆早期发育时期中检测了Lin-28b、pre-let-7d1和let-7d的表达水平。定量结果显示,Lin-28b在牙鲆早期发育时期差异显著。在牙鲆胚胎发育时期表达很高,在仔鱼发育时期表达逐渐减弱,从14dph到36dph期间无显著性差异。Let-7d的定量结果则与Lin-28b相反,其在牙鲆胚胎发育时期表达很低,从3dph开始表达逐渐升高,直至29dph到达最高。而pre-let-7d1则在牙鲆各发育时期都有分布,其在胚胎发育时期E2最高;仔鱼发育时期在3dph的表达最高。对药物处理后的牙鲆仔鱼进行定量检测发现,甲状腺激素促进了Lin-28b、pre-let-7d1和let-7d的表达。出乎例外的是,硫脲也同样促进了Lin-28b和pre-let-7d1在29dph和36dph的表达。而硫脲处理的各发育时期,let-7d的表达都受到了抑制。并且在甲状腺激素处理的29dph时期,let-7d的表达同样受到了抑制。在牙鲆胚胎细胞中沉默Dicer基因,定量检测Dicer表达显著降低,表明Dicer基因沉默成功。在这个基础上,本实验检测了Lin-28b、pre-let-7d1和let-7d的表达,证明了Lin-28b和pre-let-7d1与Dicer并没有直接的作用关系,而let-7d的表达则随着Dicer的沉默显著降低。甲状腺处理的Dicer表达与对照组相比,没有显著变化。不过,沉默Dicer基因后,甲状腺激素受体TRα-A与对照组相比显著升高,暗示着它们在牙鲆变态发育中可能有一定的联系,具体作用有待进一步实验论证。因此,本实验预测了Dicer在牙鲆发育中的基因调控起到的关键作用,也初步证明了Dicer通过剪切pre-let-7d1来生成成熟的let-7d,Dicer在转录水平上不直接调控let-7d成熟;并且pre-let-7d1借助Lin-28b的结合,来抑制Dicer的剪切,从而达到调控let-7d的目的。以上实验,为进一步研究Dicer在牙鲆生长发育中的作用奠定了基础。