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斑马鱼bloc1s1基因的功能研究
Alternative TitleFunctional study of bloc1s1 gene in zebrafish
陈天兵
Subtype博士
Thesis Advisor黄开耀
2017-05
Degree Grantor中国科学院水生生物研究所
Abstract由BLOC1S1基因编码的BLOS1蛋白是蛋白复合体BLOC1 (Biogenesis of lysosome-related organelles complex 1) 和 BORC (BLOC1 releated complex) 共有的亚基。这两个复合体分别参与溶酶体相关细胞器 (lysosome-related organelles,LROs) 的形成和溶酶体的定位。在编码BLOC1复合体蛋白亚基的基因中,已知DTNBP1, BLOC1S3 和 PLDN 三个基因的突变会导致一种罕见的人类遗传疾病—Hermansky-Pudlak综合症 (Hermansky-Pudlak syndrome, HPS)。HPS是一种常染色体隐性遗传病。临床上的主要特征包括:眼睛、皮肤及毛发的色素水平降低;血液凝固障碍等。目前认为其病理原因是由溶酶体相关细胞器的发生缺陷所致。然而关于BLOS1蛋白在HPS中的作用以及该蛋白在脊椎动物体内的功能和作用机制目前还知之甚少。在本研究中,通过遗传编辑技术CRISPR/Cas9 我们建立了三种具有BLOC1蛋白复合体缺陷的斑马鱼突变品系。敲除bloc1s1, bloc1s2和dtnbp1a 基因影响斑马鱼黑色素和银色素的形成,这与在小鼠或人里的情形相似,是由于色素体的形成缺陷造成的。bloc1s1和 bloc1s2 基因的突变还引起斑马鱼幼鱼顶盖后部积累了大量溶酶体性质的囊泡聚积物;而这种现象在BLOC1复合体中另一亚基的编码基因dtnbp1a的突变体中却没有发现。因为bloc1s1和 bloc1s2 基因编码的蛋白BLOS1和BLOS2都是BORC的亚基,因此我们认为这种现象代表了BORC蛋白复合体在斑马鱼顶盖中执行的一种特异性的体内功能。此外我们发现,bloc1s1敲除的斑马鱼还具有特异的表型,包括鱼鳔不能正常充气、胚胎发育后期的肝脏肿大并渐进性坏死以及胰腺的衰退。进一步的研究表明bloc1s1基因敲除后影响了斑马鱼鱼鳔的胚胎后期发育以及鱼鳔内表面活性物系统的形成;bloc1s1基因在胚胎发育后期的鱼鳔中高表达并能维持鱼鳔中的转录调控网络,并且已知该调控网络在哺乳动物中具有调控表面活性物形成和肺部发育的功能。总之,在本项研究中我们建立了新的由于BLOC1蛋白复合体缺陷而导致的Hermansky-Pudlak综合症的动物模型,为研究其致病的分子机理及可能的药物筛选打下了基础;并且发现了BORC蛋白复合体在顶盖处的一种特异的功能,这也是首例关于该复合体体内功能的描述;更有趣的是,我们揭示了bloc1s1基因在鱼鳔的表面活性物系统形成过程中具有不可或缺的作用,这也是首次关于斑马鱼鱼鳔表面活性物系统的特征描述和机制研究。表面活性物的缺乏在早产儿中非常常见,该系统的异常会在新生儿,儿童及成人中造成严重的呼吸障碍;因此, 本研究可能会为利用斑马鱼去筛选和研究调节表面活性物系统形成和平衡的遗传因素而打开新的窗口。
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.ihb.ac.cn/handle/342005/31162
Collection藻类生物学及应用研究中心_学位论文
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GB/T 7714
陈天兵. 斑马鱼bloc1s1基因的功能研究[D]. 中国科学院水生生物研究所,2017.
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