核仁因子Bms1l在斑马鱼肝脏发育过程中的功能研究
[Abstract]:The genesis and development of the liver is a complex process regulated precisely. The origin, morphogenesis and development of liver cells have been gradually understood by using model organisms. Some important factors involved in liver development have also been identified. With the rapid development of CRISPR-Cas9 and other technologies, more and more researchers have paid close attention to it, which makes the related research methods more diversified and deeper. The role of ms1l gene in the early embryonic development of zebrafish was studied. A zebrafish strain bmsll ~ (sq163) with bmsll ~ (sq163) gene mutation was obtained by ENU chemical mutation screening of zebrafish with small hepatic phenotype. The results showed that mutation of the base T to A occurred in exon 5 of bmsll ~ (sq163) mutant, which led to the mutation of bmsll ~ (sq163) gene. The 154th codon of bmsll was replaced by glutamine code (CAG) from leucine (CTG). Phenotypic analysis revealed that the growth and development of digestive organs, including liver, exocrine pancreas and intestine, were specifically blocked in bmsllsql63 mutants. Further studies showed that the liver was not affected in the early initiation and differentiation stages. In order to further verify the important role of bmsll in liver development, we used CRISPR-Cas9 to knock out the bmsll gene and obtained another mutant bms1lzjul. In this mutant, there were 13 bases inserted into the second exon of the bmsll gene, which destroyed the normal coding of the protein. Bmsllzju1 mutant was found to be a nucleolar protein and to be capable of producing Rcl1 eggs. Bmsl plays an important role in the maturation and ribosome formation of 18S rRNA. Based on the above studies, we want to know whether the homologous gene bmsll in zebrafish has these conservative functions. First, through immunofluorescence co-localization and immunoprecipitation experiments, I We found that Bmsll and Rcl1 were both nucleolar proteins and could interact with each other, and the conservativeness of the function was further verified by human proteins. Secondly, we found that the processing of pre-rRNA and the production of 18S rRNA in bmsll ~ (sq163) and bmsllzjul mutants were affected, suggesting that Bmsll did play an important role. In addition, the morphology of the nucleolus of the mutant hepatocytes was significantly altered by abnormal pre-rRNA transcription and processing. During the above studies, we found that the transcriptional level of rDNA in the nucleolus of the bmsll mutant increased significantly, which resulted in severe blockade of the DNA replication fork opposite to the transcriptional direction and consequently caused DNA damage. We studied the P53 signaling pathway in detail. The results showed that the expression of P53 and its isomers was significantly increased in bmsll mutants, and the downstream gene expression regulated by P53 was also activated. The results showed that the double mutant could partially rescue the phenotype of small liver and small pancreas. Then, we analyzed the specific phase of cell cycle arrest in bmsll ~ (sq163) mutant hepatocytes. The proportion of hepatocytes in S-phase DNA replication phase increased significantly, and the proportion of G2 to M-phase decreased significantly. By double-labeling experiments at different time points in Edu and Brdu, we further verified that there was exuberant DNA replication in the hepatocytes of bmsll mutants, which resulted in aneuploidy and polyploid cells in the liver. Based on the above studies in bmsll ~ (sq163) and bmsllzju1 mutants, we not only verified that Bmsll is a functional conserved protein, but also found that Bmsll plays an important role in zebrafish liver development. In addition, the study on cell cycle and rDNA transcription, replication also allows us to understand the mutation more systematically and comprehensively. The key events in Bmsll lay a solid foundation for us to explore the function and mechanism of Bmsll in the next stage.
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:Q954.4
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,本文编号:2247181
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