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Nanos基因自从在果蝇中发现之后,陆续在其他昆虫、线虫、爪蟾、斑马鱼乃至高等哺乳动物中发现其同源基因。Nanos基因编码一个锌指结构蛋白,常作为基因表达的调控因子。它是原始生殖细胞的迁移和分化,以及生殖细胞的维持所必需的。探讨这一基因在配子发生过程中的表达和功能具有重要意义。
本研究中运用RACE技术和生物信息学的方法克隆了一条家蚕nanos基因全长cDNA序列,并运用相关的生物信息学软件对其进行了分析。结果表明,家蚕nanos基因全长为1913 bp,含有7个外显子和6个内含子,开放阅读框(ORF)长954 bp,编码317个氨基酸,相对分子质量为35 kD,等电点为5.38,并且有一个保守的Nanos RNA结合结构域。序列已经提交到NCBI数据库(GenBank no:EF647589)。
根据这一cDNA序列设计引物扩增出了其一个编码序列,并在大肠杆菌中进行了表达,得到了分子量约33 kD的融合蛋白,蛋白经纯化回收后免疫新西兰大白兔,收集抗血清。对家蚕早期胚胎蛋白以及不同家蚕组织蛋白的Western blot检测表明,Nanos在家蚕早期胚胎中基本是恒定表达,并且在几乎家蚕幼虫的所有组织中都有表达。对家蚕胚胎的荧光定量PCR检测显示,刚产的卵中nanos的表达量最大,第二天开始急剧下降,此后到第十天表达量几乎没有变化。
对家蚕幼虫性腺的免疫组化结果显示,在卵巢中,Nanos蛋白在不同发育时期的卵母细胞中都有表达。在家蚕的精巢中,Nanos蛋白在精原细胞中的表达量较大,晚期精母细胞中的表达量很少,几乎不表达。同时以抗家蚕Vasa蛋白的抗血清对家蚕幼虫性腺进行免疫组化检测显示了和Nanos相似的分布模式,主要分布于不同发育时期的性细胞(精原细胞,精母细胞,卵母细胞等)中。 Nanos蛋白分布于很多家蚕组织,提示这一基因表达的调控因子在很多组织中都起作用,有着功能的广泛性。Vasa和Nanos在家蚕精子发生早期发挥着重要作用;而在卵子发生中主要作为遗传信息储备物质,用于调控早期胚胎发育过程中原始生殖细胞的形成与分化。Vasa和Nanos不仅在维持雌雄生殖干细胞一卵原细胞及精原细胞的自我更新和正常功能方面起着重要作用,而且是精子形成所不可缺少的。