Prdm14基因在猪早期胚胎中的表达及作用研究

发布时间：2017-09-06 02:23

  本文关键词：Prdm14基因在猪早期胚胎中的表达及作用研究

  更多相关文章： Prdm14基因 猪 胚胎早期发育 基因表达 RNAi

【摘要】：早期胚胎发育是哺乳动物由受精卵开始到胚胎伸长且没有与子宫建立组织联系的游离阶段。早期胚胎发育过程中,基因开始表达,并且同时受到调控网络的一系列调控,例如发生DNA甲基化、组蛋白乙酰化等的相关表观遗传修饰作用。基因在转录后也会受到调控,如细胞自噬和Micro RNA作用等。PRDM14(PR domain-containing transcriptional regulators 14)是PRDM(PR domain-containing)转录因子家族中的一员,这种转录因子同时具有促进和抑制基因表达的功能。研究表明,Prdm14基因会在早期胚胎发育过程中开始表达,持续到囊胚阶段,并在囊胚阶段后特异性表达于原始生殖细胞(PGC)。Prdm14基因在小鼠及人类物种中研究显示其在调节基因表达、维持多能性、参与表观重编程方面具有重要作用,尤其PRDM14可以与DNA甲基转移酶DNMT3A、DNMT3B结合,抑制其功能,使DNA维持低甲基化的状态,进而促进基因表达。因此,我们选取Prdm14基因作为主要研究内容。猪是我国主要畜产品之一,由于其器官大小、生理特性与人类相似,因此猪也被广泛用于器官移植和疾病动物模型的研究中,这使得研究猪的基本发育过程及基因调控也变得至关重要。但是对于Prdm14基因的研究在猪中还没有任何报道,因此,本实验选取猪为研究对象,利用PCR、荧光定量PCR及RNAi干扰技术来探究Prdm14基因在猪胚胎及成体的表达情况和对胚胎发育的影响,从而为Prdm14基因在猪这一物种中的功能研究提供基础,同时也为此基因在其他物种中的研究提供一个方法和方向。本实验主要结果如下:1、通过在NCBI上查找猪源Prdm14基因m RNA的预测序列(XM_003125600.2),分别在不同位点设计3对不同引物,利用聚合酶链式反应(PCR)技术对猪源Prdm14基因进行扩增。分别得到321bp、241bp和479bp的目的片段,与预测产物大小相近,将得到的产物回收后测序,并与预测序列比对,结果显示所测序列与预测序列相似度达98%~100%。通过各种常见研究物种PRDM14蛋白氨基酸序列比对,发现猪源PRDM14蛋白与牛相似程度最高,达到88%,另外与人的相似度也达到81%,并且在锌指结构区域高度保守,预示蛋白会有相似的功能。2、使用q PCR方法检测Prdm14基因在MⅡ卵母细胞和胚胎发育期间2细胞、4细胞、8细胞以及囊胚各时期及新生仔猪主要器官心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、卵巢和睾丸中的表达情况。结果显示,在MⅡ时期Prdm14基因的表达量最高,在胚胎发育阶段2细胞表达降低,且达到所检测的发育时期的最低值,随后表达量逐渐升高,持续到8细胞时期达到一个高峰,之后在囊胚阶段表达有所下降。而在新生仔猪主要器官中Prdm14基因分布的研究中发现,卵巢和睾丸中有较高表达,其他器官表达较少。通过免疫荧光染色技术,可以在上述胚胎发育时期检测到PRDM14蛋白的表达。3、利用si RNA干扰技术,在早期胚胎进行胞质注射小干扰RNA对Prdm14基因的表达进行干扰,检测Prdm14在胚胎发育及对基因表达调控方面的功能进行研究。结果显示,干扰Prdm14基因的表达后,囊胚总细胞数上无显著差异,但是卵裂率及囊胚率有显著下降,说明Prdm14基因的表达与早期胚胎发育相关。4、使用q PCR技术检测干扰Prdm14基因后对多能性相关基因和凋亡相关基因表达的影响。结果发现,干扰Prdm14基因表达后,在4细胞时期,多能性基因Sox2和Oct4以及抗凋亡基因Bcl2的表达量都会有显著下调,但是促凋亡基因Bax的表达量无显著差异。而在囊胚阶段,多能性和凋亡相关基因的表达量均没有显著差异。说明Prdm14基因在猪早期胚胎的一定阶段能调节多能性基因和凋亡基因的表达,进而影响胚胎的早期发育。5、通过使用q PCR的方法,检测干扰Prdm14基因表达后在4细胞和囊胚阶段对DNA甲基转移酶相关基因表达的影响。结果显示,在4细胞时期会对Dnmt1的表达下调,而对Dnmt3a和Dnmt3b表达量的影响无显著差异。而且在囊胚时期,这些基因的表达量与对照组也无显著差异。实验证明,甲基转移酶基因Dnmt1受Prdm14的调控,说明Prdm14基因对其它基因的甲基化状态会产生调控作用,进而推测Prdm14对多能性基因及凋亡基因的调控是通过影响其基因的甲基化状态实现的。Prdm14基因的表达可参与调控胚胎的早期发育。
【关键词】：Prdm14基因 猪 胚胎早期发育 基因表达 RNAi
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S828
【目录】：

• 中文摘要4-7
• Abstract7-12
• 英文缩写词表12-13
• 前言13-14
• 第一篇 文献综述14-28
• 第1章 哺乳动物胚胎形成及过程中的转录和表观调控14-19
• 1.1 胚胎形成14-15
• 1.2 转录调节15-19
• 第2章 PRDM14相关研究进展19-28
• 2.1 PRDM14的分子结构和生化特性19-20
• 2.2 Prdm14/PRDM14的表达20
• 2.3 PRDM14确保小鼠naive多能性20-22
• 2.4 PRDM14参与hESCs核心多能性网络22-23
• 2.5 PRDM14和表观重编程23-25
• 2.6 PRDM14在外胚层细胞确定生殖细胞命运25-28
• 第二篇 实验研究28-62
• 第1章 Prdm14基因的扩增与鉴定28-39
• 1.1 材料与试剂28-30
• 1.2 实验方法30-34
• 1.3 实验结果34-37
• 1.4 讨论37-38
• 1.5 小结38-39
• 第2章 Prdm14基因在早期胚胎和组织中的表达情况39-49
• 2.1 材料与试剂39-40
• 2.2 实验方法40-43
• 2.3 实验结果43-47
• 2.4 讨论47-48
• 2.5 小结48-49
• 第3章 siRNA干扰Prdm14基因后对胚胎发育的影响49-62
• 3.1 材料与试剂49-50
• 3.2 实验方法50-53
• 3.3 结果53-59
• 3.4 讨论59-61
• 3.5 小结61-62
• 结论62-63
• 参考文献63-74
• 导师简介74-76
• 作者简介及攻读硕士期间发表论文76-77
• 致谢77

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 张冬杰;;维生素C对视黄酸受体β基因的调控[J];湖北农业科学;2009年03期

2 齐帮若;李庆章;;光照对小鼠下丘脑视上核及乳腺组织钟基因Clock表达的影响[J];东北农业大学学报;2012年09期

3 赵兰;徐鹏;孙效文;;碳酸盐碱度胁迫下鲤鱼氨排泄相关基因的差异表达[J];生物技术通报;2013年04期

4 蒋瑶;戚晓利;唐芳;赵树堂;陈军;卢孟柱;;利用基因芯片筛选影响茎分化的相关基因[J];林业科学;2012年11期

5 魏平;张军科;;低浓度SA诱导桃叶片PGIP基因的表达变化[J];北方园艺;2011年17期

6 王小海;杨力侠;吴勇延;杜娟;唐波;郭泽坤;;小鼠Gli-similar-1(Glis1)基因新转录本功能分析[J];农业生物技术学报;2012年07期

7 ;[J];;年期

中国重要会议论文全文数据库 前8条

1 李勇;赵如冰;陈星;;同型半胱氨酸诱发体外培养大鼠胚胎基因表达变化的基因芯片研究[A];中国毒理学会第三届全国学术会议论文（摘要）集[C];2001年

2 张家平;黄跃生;杨宗城;;烧伤早期心肌组织几种炎症相关基因表达变化的实验研究[A];全国烧伤创面处理、感染专题研讨会论文汇编[C];2004年

3 伍亚民;刘媛;王正国;;Hes基因在神经干细胞发育中的作用[A];“基因、进化与生理功能多样性”海内外学术研讨会暨中国生理学会第七届比较生理学学术会议论文摘要[C];2009年

4 马慧敏;吕晓迎;陆慧琴;;基于GenMAPP的Ni~(2+)表达谱芯片实验差异表达基因的功能路径分析[A];中国生物医学工程进展——2007中国生物医学工程联合学术年会论文集（下册）[C];2007年

5 张继红;梁力建;黄洁夫;;Fas基因表达变化在Genistein抑制肝癌增长中的作用[A];第十二届全国肝癌学术会议论文汇编[C];2009年

6 李玲;邬利娅-伊明;赵蕾;于永生;李冬洁;苏定冯;;RAS各组份的基因在SHR心、肾、主动脉中的表达及其意义[A];第九届全国心血管药理学术会议论文集[C];2007年

7 朱莹莹;倪道凤;许彩民;;AD模型大鼠嗅球组织基因表达变化的筛选及目的基因的验证[A];中华医学会第十次全国耳鼻咽喉-头颈外科学术会议论文汇编（下）[C];2007年

8 黄文芳;杨永长;刘华;曾娅莉;周定安;胥国强;刘文;;基因芯片技术筛选辛伐他汀作用K562细胞的差异表达基因[A];中华医学会第七次全国检验医学学术会议资料汇编[C];2008年

中国重要报纸全文数据库 前3条

1 衣晓峰;哈医大一院系列研究阿尔茨海默病关联基因[N];中国医药报;2007年

2 杨骏;肥胖可能与炎症基因有关[N];医药经济报;2004年

3 通讯员 蔡心轶 记者 程守勤;哪些人体基因易受PM2.5影响[N];健康报;2014年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 陈红艳;刺槐中参与共生固氮的结瘤相关基因的分离鉴定和功能分析[D];西北农林科技大学;2015年

2 董燕妮;拟南芥和油菜磷脂酶基因pPLAIIIδ的功能分析[D];华中农业大学;2015年

3 任艳萍;转PRL基因小鼠模型的构建与Stat5a的乳腺发育调控机理研究[D];广西大学;2014年

4 施尧;枯草杆菌蛋白酶基因6在须癣毛癣菌致病性中的功能研究[D];中国农业大学;2015年

5 谷溪;miR-124a促进神经突起生长靶基因及其作用机制的研究[D];南方医科大学;2013年

6 张亮;拟南芥Athspr新基因的抗盐性及表达调控研究[D];兰州大学;2014年

7 王海飞;猪外周血单核细胞抗病毒反应的转录组及全基因组DNA甲基化调控研究[D];中国农业大学;2016年

8 齐帮若;小鼠乳腺组织钟基因的筛选与鉴定[D];东北农业大学;2012年

9 朱国志;大鼠血糖调节相关基因的克隆和功能研究[D];中国协和医科大学;2000年

10 霍晓芳;红系分化相关基因的鉴别与功能分析[D];中国协和医科大学;2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 李紫薇;蒺藜苜蓿E2F/DP基因鉴定及盐胁迫表达分析[D];东北林业大学;2015年

2 栗振义;紫花苜蓿热激蛋白基因MsHSP70的克隆及功能分析[D];中国农业科学院;2015年

3 陈凯丽;绵羊SPLUNC1基因的克隆、表达及活性检测[D];石河子大学;2015年

4 翟曼君;鸡与鹌鹑属间杂交种胚胎早期死亡相关基因的功能研究[D];石河子大学;2015年

5 宋颖;黄鳝性别相关基因在不同组织甲基化的分析[D];南京农业大学;2014年

6 李欣钰;鹅FSH基因的克隆及表达初步分析[D];江西农业大学;2013年

7 李孝鑫;辐射敏感基因作为潜在生物剂量计的实验研究[D];安徽医科大学;2016年

8 王雨田;Prdm14基因在猪早期胚胎中的表达及作用研究[D];吉林大学;2016年

9 王芸;复杂生物性状局部基因网络构建方法的研究[D];天津科技大学;2009年

10 罗静;橘核柠檬苦素类化合物生物合成功能基因的克隆、表达及成分积累研究[D];成都中医药大学;2015年

，

本文编号：801616