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日本三角涡虫Caspase-7基因的克隆及功能研究
Cloning and Functional Analysis of Caspase-7 Gene from Dugesia japonica
王志红
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DOI:
作者单位:四川大学生命科学学院
中文关键字:日本三角涡虫;Caspase-7;基因克隆;组织重塑
英文关键字:Dugesia japonica; Caspase-7; Gene cloning; Tissue remodeling
中文摘要:本文以日本三角涡虫为研究对象,通过RACE技术首次克隆得到了涡虫Caspase-7基因,全长共923个碱基,编码251个氨基酸,5′-UTR和3′-UTR区分别包含86和81个碱基。涡虫Caspase-7同样具有Caspase家族保守而关键的LSHG与QAC(Q/R)G两大结构域。进化分析也显示涡虫Caspase-7基因并未与扁形动物门物种的Caspase-7聚为一支,反而与刺胞动物门的水螅 (H. vulgaris) Caspase-7具有较近的亲缘关系,说明Caspase-7基因可能发生了趋同进化。蛋白三维结构预测结果也发现,涡虫Caspase-7的蛋白结构与细菌Caspase-7具有极高的相似性。本文还通过qPCR法检测了Caspase-7基因在涡虫再生不同时间段的表达变化,发现在涡虫切后再生6h和3d,Caspase-7表达量升高,而这两个时间点刚好是涡虫切后凋亡发生的两个高峰期。此外,通过喂食dsRNA的方法干扰涡虫体内Caspase-7基因的表达,结果发现干扰Caspase-7并不影响涡虫的再生,但再生完成后或未切割的成体涡虫在饥饿环境下,Caspase-7干扰组涡虫虫体逐渐溶解直至死亡,而Caspase-3-like-gene及PCNA表达量也显著降低,说明干扰Caspase-7表达可能引起涡虫细胞凋亡与增殖减少,涡虫组织重塑失衡,从而导致涡虫虫体溶解并死亡。该结果揭示Caspase-7可能在涡虫组织重塑中起到了关键的作用。
英文摘要: In this paper, the whole length of the Caspase-7 gene of Dugesia japonica was first cloned using the RACE technique. The Caspase-7 gene of D.japonica is 923 bases in length, encodes 251 amino acids, and contain 86 and 81 bases of the 5'-UTR and 3'-UTR regions, respectively. It also contains two key conserved domains of Caspase family, LSHG and QAC (Q/R)G. The phylogenetic analysis reveals that planarian Caspase-7 has closer relationship with that of Hydra vulgaris than the Caspase-7 from other species of Platyhelminthes. Besides, the predicted protein three-dimensional structure of planarian Caspase-7 showed a very high similarity with bacterial Caspase-7 protein. In addition, qPCR technology was used to evaluate the expression of Caspase-7 at different time of planarian regeneration, and the result revealed that Caspase-7 may be involved in the regulation of apoptosis in planarian. In addition, knocking down the in vivo expression of Caspase-7 by feeding dsRNA interference in the planarian did not influence the regeneration of planarian, but led to a significantly decrease in the expression of Caspase-3-like-gene and PCNA, suggesting apoptosis and proliferation were significantly reduced. Finally, the regenerative or untreated planarians were dissolving under the starvation condition due to Caspase-7 interference-induced an imbalance of remodeling, implying Caspase-7 plays a key role in planarian tissue remodeling.
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