Notch信号通路相关分子在石鳖贝壳早期发育过程中的表达分析

【作者】 滕镜如； 郇聘； 刘保忠；

【机构】 中国科学院海洋研究所； 中国科学院大学；

【摘要】 贝壳是软体动物的钙化结构,对身体具有保护作用,而贝壳发育区的早期形态建成是贝壳发育过程中最重要的事件之一。石鳖是现存软体动物中唯一具有8片贝壳的类群,其演化地位十分独特。目前对于石鳖贝壳形成区早期形态建成的发育机制了解较少。我们以红条毛肤石鳖(Acanthochiton rubrolineata)为研究对象,对筛选的贝壳形成相关基因(Notch,Delta和Engrailed)进行原位杂交实验研究其表达模式。依据石鳖贝壳发育区的形态变化,其形态建成过程大致可以分为3个阶段:发育初期(12-16 hpf),发育中期(16-24 hpf)和发育后期(24-48 hpf)。在发育初期,3个贝壳形成基因的表达模式没有明显的规律。此时,Notch在石鳖幼虫的大部分细胞中表达,而Delta只在零星的几个细胞中表达,Engrailed则主要在幼虫担轮环前部和身体后部区域中表达。在发育中期,3个基因在幼虫身体前端均呈现线性排列,并且逐渐展示出条带状表达的趋势,且该模式逐渐清晰。Notch表达量随时间推移逐渐减少,而Delta和Engrailed表达量逐渐增加。在发育后期,3个基因最终均呈现出7条条带状的表达模式。表达Delta的细胞位于贝壳发育区的凹陷处,靠近身体内侧;而表达Notch的细胞位于背部每个突起的前端,相对靠外侧。这表明Notch和Delta的表达量变化趋势相反,而表达两个基因的细胞位置却相邻,提示了表达Notch和Delta的细胞可能对应发育后期突起和凹陷处不同的细胞类群。3个基因(Notch,Delta和Engrailed)形成的7条条带状表达模式与石鳖多片贝壳沿身体前后轴重复性覆瓦状排列的模式相对应。本研究为阐释石鳖贝壳发育区早期形态建成过程以及深入理解软体动物贝壳发育和演化机制提供了支持。更多还原