斑馬魚胚胎six3基因表現調控機制之探討: 內中胚層基因調控網路six3b的角色暨six3a表現在前腦及眼之調控

Explore the regulatory mechanisms of six3 genes in zebrafish embryos : The role of six3b in mesendoderm gene regulatory networks and the regulation of six3a during forebrain and eye development

趙崇豪(Chung-Hao Chao)

指導教授 ： 汪宏達 ； 喻秋華

國立清華大學/生命科學院/生物科技研究所/博士(2011年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2011.00264

摘要

Six3基因屬於Six/Sine oculis基因家族中的一員。有六種Six家族的基因在不同的物種中被發現，其中Six3和Six6對於脊椎動物的前腦和眼睛發育相當重要。本論文旨在利用模式生物斑馬魚，研究six3b基因參與的基因調控網路，以及研究six3a基因表現的調控機制。首先，我先介紹Six基因家族以及過去對於Six3在生物發育上的研究，也提及Six3基因異常造成的人類疾病。其次我研究基因調控網路特別著重於six3b。利用嗎啉基反義寡核苷酸抑制斑馬魚Six3b的表現，並以及時定量聚合酶鏈反應尋找會受Six3b影響的下游基因。我發現在百分之五十外包期，six3b會增加otx1之表現，並降低mybbp1a之表現。在百分之七十五外包期，six3b會提高mybbp1a、foxh1、otx2之表現，並減少etv5之表現。在體分節期six3b調控許多神經外胚層的轉錄因子，這些轉錄因子已知和腦部不同區域的特化有關。我也發現了gbx1、gbx2、otx2會減少six3a以及six3b的表現，形成回饋循環。接下來我進一步研究six3a表現的調控機制。six3a上游兩個演化保守區域A和D對six3a具有重要的調控作用：在早期D增強six3a大量表現，晚期A促進six3a表現於視網膜以及前腦最前端、D誘導six3a表現在整個眼睛、腦和軀幹、A可抑制six3a在軀幹的表現。由缺失突變及A和D的點位突變，我找到了數個可能的轉錄因子結合位置可能與其作用有關，也用電泳遷移實驗證實胚胎之核萃取物含有可結合其上之蛋白質。接下來我進一步尋找誘導six3a在早期表現的增強子D上之結合蛋白。藉由增強子D內的高度保留序列當做探針，我們發現在斑馬魚six3b的上游存在與six3a增強子D序列相似，並功能類似的序列。比對兩者序列後我發現其中含有一個高度保留的同源箱(homebox)蛋白結合位置TAATTA，此發現意味著這段序列可能扮演重要的角色。我藉由試管內和活體內的實驗方法測試三種同源箱蛋白Boz, Gsc,以及Otx2結合上此位的可能性。實驗結果發現Otx2可能結合上此位置，並誘導斑馬魚six3的起始表現。

關鍵字

斑馬魚 ； 內中胚層 ； 基因網路調控 ； 眼睛 ； 前腦

並列摘要

無資料

並列關鍵字

zebrafish ； mesendoderm ； gene regulatory networks ； eye ； forebrain

參考文獻

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