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Sox基因是一类进化中高度保守的家族基因。它们组成一个大的转录因子家族,在细胞命运决定及动物的许多发育过程中都发挥着作用。
在本研究中,本文作者克隆了斜带石斑鱼(Epinephelus coioides)Sox3基因(EcSox3),银鲫(Carassius auratus gibelio)Sox3基因(CagSox3),并制备了EcSOX3,EcSOX9和CagSOX3的多克隆抗体。
在石斑鱼胚胎发育过程中,RT-PCR结果显示,EcSox3从高囊胚期开始转录,直到一天的鱼苗都能检测到比较多的转录本。胚胎整体原位杂交显示,EcSox3的转录本主要存在于发育中的中枢神经系统和眼睛中。免疫荧光定位也证实,EcSOX3主要存在于神经外胚层和眼睛中。
斜带石斑鱼作为雌雄同体雌性先熟的鱼类,在其发育过程中,存在着一个性腺由卵巢向间性性腺再向雄性性腺转变的过程,在这个过程中,原始生殖细胞和卵子发生不同阶段及精子发生都可以在间性性腺中观察到。我们的研究即是利用了这个优点。我们观察到EcSOX3蛋白存在于卵巢的分化中的原始生殖细胞,卵原细胞和不同发育阶段的卵子的核中以及精巢的分化中的原始生殖细胞和支持细胞中。EcSOX9在精巢中的定位,证实了卵巢中关于EcSOX3蛋白定位于支持细胞的判断。一个重要的发现是,EcSox3的表达的停止很有可能是原始细胞进入精子发生的时间点。因为随着EcSOX3的持续表达,EcSOX3阳性的原始生殖细胞就朝着卵原细胞和卵子的方向发育,而当EcSOX3的表达停止后,这些原始生殖细胞就朝着精原细胞的方向发育。
CagSOX3在卵子成熟过程中也定位于卵子的核中。anti-CagSOX3抗体能够交叉识别斑马鱼SOX3蛋白。将纯化的CagSOX3抗体显微注射斑马鱼胚胎,会引起原肠缺陷,畸形严重的胚胎不能通过原肠期而死亡,即使通过原肠期的胚胎,大多也出现体轴的扭曲。实时定量荧光PCR显示,显微注射了CagSOX3抗体的胚胎中,fgf8的表达在晚囊胚时会上调,提示Sox3在胚胎发育过程中可能和这个基因发生作用而影响胚层分化和体轴形成。
本研究证实,SOX3作为转录因子,可能在卵子发生过程中发挥的作用比在精子发生过程中发挥的作用更为重要。SOX3可能在胚胎发育过程中与FGF8相互作用。进一步研究将加深我们对于转录因子与动物发育过程关系的认识。