華東理工大學(xué)過程分子生物學(xué)(4)

1、過程分子生物學(xué)5 2 3 4 1 6 基因的表達(dá)與調(diào)控細(xì)胞通訊的分子機(jī)制免疫多樣性的分子識別胚胎發(fā)育的基因表達(dá)譜腫瘤發(fā)生的分子機(jī)制基因組學(xué)與系統(tǒng)生物學(xué)胚胎發(fā)育的基因表達(dá)譜 哺乳類動物發(fā)育的研究極為困難，因為它們的胚胎發(fā)育都是在母體子宮內(nèi)進(jìn)行，這給觀察與分析帶來了很大的不便，而且整個發(fā)育過程往往延續(xù)幾周甚至幾月的時間。因此，發(fā)育分子生物學(xué)家們通常選擇發(fā)育速度快且簡單的發(fā)育系統(tǒng)作為研究模型，如魚類、果蠅、青蛙、寄生蟲等。這些動物發(fā)育的基本特征是胚胎發(fā)育在離體情況下完成，且發(fā)育周期短，一般在數(shù)天之內(nèi)?？茖W(xué)家期望由這些模型發(fā)現(xiàn)的發(fā)育調(diào)控基因和機(jī)制有助于了解哺乳動物的發(fā)育，這個愿望達(dá)到了。目前已經(jīng)知道，

2、所有動物發(fā)育的分子機(jī)制是相同或者相似的。胚胎發(fā)育的基因表達(dá)譜 在動物發(fā)育的經(jīng)典研究模型中，果蠅發(fā)育研究得最為成熟。一方面是因為果蠅的經(jīng)典遺傳學(xué)早在上世紀(jì)初就開始了；另一方面，果蠅的基因分子生物學(xué)從上世紀(jì)八十年代初已有長足的發(fā)展，這為發(fā)育的分子生物學(xué)研究提供了堅實的基礎(chǔ)。 本講將重點(diǎn)論述果蠅發(fā)育的分子生物學(xué)原理。 胚胎發(fā)育的基因表達(dá)譜E B C D A 果蠅發(fā)育的基本模式母體基因的表達(dá)體節(jié)形成基因的表達(dá)異位同型基因的表達(dá)異位同型盒的普遍意義4A 果蠅發(fā)育的基本模式果蠅發(fā)育可分成四個階段： 卵母細(xì)胞生成 胚胎生成 體節(jié)生成 器官生成 授精 卵子 胚胎 幼蟲 成蠅 4A 果蠅發(fā)育的基本模式 卵母細(xì)胞

3、的前身是前卵細(xì)胞。前卵細(xì)胞經(jīng)一次減數(shù)分裂及四次有絲分裂后形成16個單倍體細(xì)胞，其中一個變成卵母細(xì)胞，其余15個變成護(hù)士細(xì)胞（滋養(yǎng)細(xì)胞），它們緊密地排列在由卵巢囊狀卵泡細(xì)胞圍成的空間中，形成“胞質(zhì)橋”。護(hù)士細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中的物質(zhì)，包括RNA和蛋白質(zhì)可以通過胞質(zhì)橋進(jìn)入卵母細(xì)胞。這些物質(zhì)的積累便構(gòu)成了成熟卵細(xì)胞的主要內(nèi)含物。胞質(zhì)橋位于卵母細(xì)胞的一端，之后便成為卵a(bǔ) 卵母細(xì)胞的生成子的前極。果蠅的卵泡結(jié)構(gòu)4A 果蠅發(fā)育的基本模式成熟的卵子授精后，變成雙核受精卵細(xì)胞，即合子。 b 胚胎的生成果蠅合子的發(fā)育受精90分鐘后，核分裂已進(jìn)行了8次。核分裂在公共細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行，末端極性細(xì)胞質(zhì)中的細(xì)胞核變成性細(xì)胞前體；受

4、精150分鐘后，形成多核囊胚層，核遷移到細(xì)胞周邊并繼續(xù)分裂4次，形成多核囊胚層；受精195分鐘后，形成細(xì)胞囊胚層，圍繞核的膜形成，并構(gòu)成大約由6000個細(xì)胞組成的單細(xì)胞層（體細(xì)胞）。這些核的定位決定了它們將來發(fā)育的細(xì)胞類型。 4A 果蠅發(fā)育的基本模式 果蠅體節(jié)形成的格局是由細(xì)胞囊胚層決定的。果蠅幼蟲共有三個胸部體節(jié)（T）和八個腹部體節(jié)（A），每c 體節(jié)的生成個體節(jié)又分為兩個區(qū)，即前極區(qū)（A）和后極區(qū)（P）。 果蠅副體節(jié)的形成 細(xì)胞囊胚層繼續(xù)發(fā)育，逐漸形成一系列分離的特定空間，空間內(nèi)質(zhì)量大，空間與空間的交界處質(zhì)量小，這個空間稱為副體節(jié)。副體節(jié)是分子水平上的胚胎發(fā)育結(jié)構(gòu)，肉眼不能辨別。果蠅體節(jié)的形

5、成 胚胎發(fā)育5至6小時后，表面上的狹長溝槽形成；胚胎發(fā)育至9小時表面上的溝紋移動并加深，從而形成肉眼能辨出的幼蟲形態(tài)學(xué)上的溝槽，稱為體節(jié)，此時體節(jié)形成。4A 果蠅發(fā)育的基本模式 果蠅的器官發(fā)育是由體節(jié)決定的。幼蟲體表面上的體節(jié)在成蠅體上保留下來，但已發(fā)育成不同的器官，其中胸部由三個體節(jié)組成，腹d 器官的生成部由八個體節(jié)組成。4A 果蠅發(fā)育的基本模式 那么從卵母細(xì)胞形成到成蠅的一系列發(fā)育中，基因是怎樣起作用的呢？綜合近年來的研究結(jié)果表明，負(fù)責(zé)果蠅發(fā)育的基因可分為下列三大部分：母體基因 在卵子生成期間發(fā)揮作用體節(jié)生成基因 在授精后表達(dá)，影響體節(jié)形成的數(shù)目和極性異位同型基因 控制體節(jié)的性質(zhì)，但不影響

6、體節(jié)的大小、數(shù)目、極性4B 母體基因的表達(dá) 在果蠅母體內(nèi)表達(dá)的基因?qū)υ缙诎l(fā)育是很重要的，但對母體本身沒有很大的影響。所有母體基因的共同特征是它們均在授精之前表達(dá)（至少是轉(zhuǎn)錄），但其表達(dá)產(chǎn)物有的在表達(dá)后就發(fā)揮作用，有的暫時儲存起來。母體基因產(chǎn)物作用于卵子，但大部分產(chǎn)物卻在卵母細(xì)胞以外的地方合成。4B 母體基因的表達(dá) 卵子的成熟是護(hù)士細(xì)胞將大量的RNA和蛋白質(zhì)向卵母細(xì)胞輸送的過程。這些物質(zhì)進(jìn)入卵母細(xì)胞后，通過擴(kuò)散作用遍及細(xì)胞前后上下，但其濃度是不均一的，在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)形成兩個方向的濃度梯度（軸型梯a 卵細(xì)胞內(nèi)的軸型梯度度）：前后軸形梯度與背腹軸形梯度。果蠅卵細(xì)胞內(nèi)軸型梯度的形成在授精之后，由于大量蛋白

7、質(zhì)的合成，軸形梯度變得更加明顯，但此時這種濃度梯度仍是溶液型的。當(dāng)受精卵的核經(jīng)歷多次核分裂，并開始遷移至合子膜周圍時，它們參考前后梯度與背腹梯度的正交坐標(biāo)系統(tǒng)而準(zhǔn)確地定位。正是這種有序地定位決定了這些核最后發(fā)育成什么類型的細(xì)胞乃至器官。 4B 母體基因的表達(dá) 軸形梯度的物質(zhì)基礎(chǔ)是RNA和蛋白質(zhì)，為其編碼的基因大都是母蠅攜帶的，并在母體內(nèi)表達(dá)，因此稱為母體基因。根據(jù)表達(dá)區(qū)域的不b 控制軸型梯度形成的母體基因同，母體基因可分為兩大類：母體體細(xì)胞基因 在卵巢的囊狀卵泡細(xì)胞中表達(dá)母體性細(xì)胞基因 在護(hù)士細(xì)胞或卵母細(xì)胞中表達(dá) 4B 母體基因的表達(dá) 目前，共有四組與胚胎發(fā)育有關(guān)的母體基因已被鑒定。每組基因均

8、構(gòu)成能反映它們作用順序的順序組織，并分別控制胚胎不同區(qū)域的發(fā)育，稱為母體基因依賴的b 控制軸型梯度形成的母體基因四種發(fā)育途徑。這四種途徑具有一個共同的特征： 途徑的開始是卵子細(xì)胞外部的物質(zhì)定位，進(jìn)而導(dǎo)致卵子細(xì)胞內(nèi)部的信號定位。這些信號的表現(xiàn)形式便是一種蛋白質(zhì)的不對稱分布，這種依靠濃度變化決定周邊區(qū)域發(fā)育結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)稱為成形素。在每條途徑中，成形素均作為轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子作用 上述四條途徑有三條是控制前后極發(fā)育的，一條與背腹軸形成有關(guān)：于受精卵合子的相關(guān)基因，使其表達(dá)出控制下一步發(fā)育基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子。果蠅的前極系統(tǒng) 前極系統(tǒng)負(fù)責(zé)頭部和胸部的發(fā)育。該途徑中的母體性細(xì)胞基因表達(dá)產(chǎn)物對 bcd（bicoi

9、d）基因產(chǎn)物在卵細(xì)胞前極的定位至關(guān)重要。bcd 基因的 mRNA 是在護(hù)士細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄出來的，然后被輸送到卵母細(xì)胞中表達(dá)。Bcd 蛋白是一種成形素和轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，它控制合子中脊柱后凸基因 hun（hunchbanck）及其它相關(guān)基因的表達(dá)。果蠅的后極系統(tǒng) 后極系統(tǒng)負(fù)責(zé)腹部的發(fā)育。該途徑中為數(shù)眾多的母體性細(xì)胞基因表達(dá)產(chǎn)物使 nan（nanos）基因產(chǎn)物定位于卵子的后端。nan 基因產(chǎn)物也是一種成形素，它抑制 hun mRNA 在授精卵后極區(qū)域的翻譯，從而關(guān)閉該區(qū)域的前極途徑，同時啟動后極系統(tǒng)基因的表達(dá)。果蠅的末梢系統(tǒng) 末梢系統(tǒng)負(fù)責(zé)發(fā)育細(xì)胞兩端的非體節(jié)的特殊結(jié)構(gòu)，如頭部的頭節(jié)和尾部的尾節(jié)。該系統(tǒng)依賴

10、于母體體細(xì)胞（囊狀卵泡細(xì)胞）中基因torso 的表達(dá)，該基因編碼卵母細(xì)胞的Torso受體。母體體細(xì)胞的其它基因表達(dá)產(chǎn)物通過卵母細(xì)胞的Torso受體進(jìn)入卵母細(xì)胞，激活卵子內(nèi)相關(guān)基因的表達(dá)。授精后，這些基因的表達(dá)產(chǎn)物又導(dǎo)致合子中相關(guān)基因的表達(dá)。換言之，母體體細(xì)胞基因產(chǎn)物影響母體性細(xì)胞基因產(chǎn)物的表達(dá)。果蠅的背腹系統(tǒng) 背腹系統(tǒng)負(fù)責(zé)發(fā)育背腹部位的結(jié)構(gòu)。這個途徑啟動時，囊狀卵泡細(xì)胞中的信號分子（母體體細(xì)胞基因編碼產(chǎn)物）傳遞至卵子細(xì)胞的腹部一側(cè)邊緣，并通過由母體體細(xì)胞基因 toll 編碼的受體將信號分子轉(zhuǎn)入卵細(xì)胞內(nèi)，激活dor（dorsal）基因編碼的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，由其控制授精卵合子的相關(guān)基因表達(dá)。 大約有

11、30個與胚胎發(fā)育格局形成有關(guān)的母體基因已被鑒定。四種途徑中的前兩種途徑由母體性細(xì)胞（護(hù)士細(xì)胞與卵母細(xì)胞）基因表達(dá)產(chǎn)物直接啟動，這些啟動產(chǎn)物通過胞質(zhì)橋直接進(jìn)入卵子中；后兩種途徑由母體體細(xì)胞（囊狀卵泡細(xì)胞）基因表達(dá)產(chǎn)物啟動，這些啟動產(chǎn)物通過卵子細(xì)胞表面受體 Torso 和 Toll 將信號傳輸?shù)郊?xì)胞內(nèi)。 所有母體基因的普遍特征是：它們在授精之前已表達(dá)（至少已經(jīng)轉(zhuǎn)錄），但其表達(dá)產(chǎn)物有些暫時貯存起來不發(fā)揮作用。4B 母體基因的表達(dá)c bcd 基因的表達(dá)與功能 卵母細(xì)胞和授精卵合子細(xì)胞中物質(zhì)含量的不對稱性（非均勻性）是發(fā)育個體復(fù)雜結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。在卵細(xì)胞中，建立這種不對稱性需要某些RNA或蛋白質(zhì)組分的區(qū)域化

12、定位，而不是在細(xì)胞質(zhì)中的均勻擴(kuò)散。例如，在果蠅的前極發(fā)育過程中，一些基因的mRNA被固定在前極區(qū)域，當(dāng)這些mRNA翻譯后，其蛋白產(chǎn)物擴(kuò)散離開卵細(xì)胞的前極固定端點(diǎn)，并沿著前后極軸形成一個濃度梯度。bcd 基因的產(chǎn)物就是介導(dǎo)前極系統(tǒng)發(fā)育格局形成的成形素。bcd 基因表達(dá)產(chǎn)物濃度梯度的建立 bcd基因是在護(hù)士細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄的，其mRNA通過胞質(zhì)橋進(jìn)入卵母細(xì)胞內(nèi)，并固定在卵母細(xì)胞的前極。該mRNA的翻譯發(fā)生在授精之后，翻譯出的Bcd蛋白質(zhì)沿著合子的前后軸擴(kuò)散。當(dāng)核分裂七次后形成Bcd濃度梯度，這種濃度梯度一直穩(wěn)定地維持到細(xì)胞囊胚層的形成，濃度梯度符合自然對數(shù)規(guī)律，即c = A e - Bd。與Bcd濃度梯

13、度建立的基因產(chǎn)物有：Swa、Exu、Sta，它們均是母體性細(xì)胞基因表達(dá)的產(chǎn)物，或參與bcd-mRNA進(jìn)入卵母細(xì)胞的運(yùn)輸，或限制其擴(kuò)散，其分子機(jī)制是序列特異性地與bcd-mRNA的3端非編碼區(qū)結(jié)合。bcd 基因表達(dá)產(chǎn)物濃度梯度的功能 bcd基因表達(dá)產(chǎn)物的濃度決定了胚胎前極發(fā)育結(jié)構(gòu)的位置，因此稱為成形素（Morphogen）。換句話說，胚胎前極部分的細(xì)胞發(fā)育類型是由這些細(xì)胞所處位置附近的Bcd蛋白濃度決定的。較弱的濃度梯度將導(dǎo)致前極體節(jié)發(fā)育得更帶有后極的特征；而較強(qiáng)的濃度梯度將導(dǎo)致胚胎的前極樣結(jié)構(gòu)伸展得更遠(yuǎn)。Bcd濃度梯度一破壞，就會發(fā)生腹部結(jié)構(gòu)長到胸部位置上，或者幼蟲只有頭部和胸部，沒有腹部。b

14、cd 基因表達(dá)產(chǎn)物濃度梯度的功能 Bcd蛋白是一種序列特異性的DNA結(jié)合蛋白，能與相應(yīng)靶基因的啟動子區(qū)域結(jié)合，并調(diào)控其轉(zhuǎn)錄，而這些靶基因的表達(dá)產(chǎn)物又可進(jìn)一步控制其它基因的表達(dá)，從而構(gòu)成一個級聯(lián)反應(yīng)。在受Bcd調(diào)控的幾個靶基因中，最重要的是脊柱后凸基因hun。hun基因的高效轉(zhuǎn)錄是Bcd產(chǎn)物濃度依賴型的，即當(dāng)Bcd蛋白的濃度超過某一臨界值時，該基因才能啟動高效轉(zhuǎn)錄。在此，濃度梯度成為基因表達(dá)的開關(guān)，這是分子生物學(xué)領(lǐng)域由量變到質(zhì)變的一個典型案例。 Bcd誘導(dǎo)hun基因高效表達(dá)后，hun基因產(chǎn)物又引發(fā)一系列基因表達(dá)或抑制的級聯(lián)反應(yīng)，其最終結(jié)果是胚胎前極部分結(jié)構(gòu)的形成。4B 母體基因的表達(dá)d nan

15、基因的表達(dá)與功能 nan 基因的表達(dá)產(chǎn)物介導(dǎo)果蠅后極發(fā)育格局的形成。后極發(fā)育依賴于一個龐大基因組的表達(dá)。這些基因中的任何一個發(fā)生突變均會導(dǎo)致胚胎擁有正常的頭部和胸部，但缺少完整的腹部結(jié)構(gòu)。這些基因表達(dá)產(chǎn)物中的一部分與物質(zhì)從護(hù)士細(xì)胞到卵細(xì)胞的運(yùn)輸有關(guān)，而另一些則與物質(zhì)在卵細(xì)胞內(nèi)的運(yùn)輸和定位有關(guān)。nan 基因表達(dá)產(chǎn)物濃度梯度的建立 果蠅胚胎后極系統(tǒng)的發(fā)育需要更多基因的順序性表達(dá)。與前極系統(tǒng)相似，nan基因也是在護(hù)士細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄的。nan-mRNA從護(hù)士細(xì)胞通過胞質(zhì)橋進(jìn)入卵母細(xì)胞，穿過整個卵母細(xì)胞并定位于后極位點(diǎn)，然后在后極翻譯。Nan蛋白沿著前后極軸由后向前形成濃度梯度。Nan的定位及表達(dá)至少需要八

16、個基因產(chǎn)物的協(xié)同作用。nan 基因表達(dá)產(chǎn)物濃度梯度的建立后極系統(tǒng)是以一系列基因表達(dá)產(chǎn)物的區(qū)域化定位的形式進(jìn)行工作的。其中spire和cappu兩個基因的功能是將Staufen蛋白固定在卵細(xì)胞的后極端點(diǎn)處；Staufen蛋白依次固定oskar-mRNA（可能裝配形成RNA-蛋白復(fù)合物）；而這些功能又是固定Vasa所需要的，Vasa是一種RNA結(jié)合蛋白，其下游的靶物質(zhì)尚不清楚。事實上，valois和tudor兩個基因的功能也是未知的。 cappuccinospirestaufenoskarvasavaloistudornanospumilioproteinmRNAproteinmRNANanos性

17、細(xì)胞發(fā)育 ？nan 基因表達(dá)產(chǎn)物濃度梯度的建立在后極途徑中，以tudor為分支點(diǎn)，形成兩條不同的分支途徑：一支的成形素為nan基因產(chǎn)物，控制腹部發(fā)育，因此Nan被稱為后極決定因子；另一支為一未知蛋白，控制性器官的發(fā)育。所有的后極系統(tǒng)的基因，除了nan和pumilio外，都是兩個分支途徑所必需的，而nan和pumilio兩個基因則是腹部發(fā)育專用的。cappuccinospirestaufenoskarvasavaloistudornanospumilioproteinmRNAproteinmRNANanos性細(xì)胞發(fā)育 ？nan 基因表達(dá)產(chǎn)物濃度梯度的功能 Nan蛋白是hun-mRNA翻譯的抑制劑

18、，通過抑制Hun蛋白的翻譯，阻止那些與前極發(fā)育有關(guān)的基因表達(dá)，這種抑制作用與Bcd對hun基因轉(zhuǎn)錄的促進(jìn)作用一樣，也是濃度依賴型的。 Bcd和Nan兩者均作用于hun基因的表達(dá)，Bcd濃度梯度的高值在前極區(qū)域促進(jìn)hun基因的轉(zhuǎn)錄；Nan濃度梯度的高值在后極區(qū)域阻止hun-mRNA的翻譯。nan 基因表達(dá)產(chǎn)物控制后極結(jié)構(gòu)發(fā)育的分子機(jī)制 Bcd蛋白和Nan蛋白均作用于hun基因的表達(dá)。hun基因編碼的是一種轉(zhuǎn)錄阻遏因子，它的存在為前極結(jié)構(gòu)（胸部區(qū)域）形成所必需，它的缺失為后極結(jié)構(gòu)的發(fā)育所必需。 hun基因的表達(dá)特性相當(dāng)復(fù)雜，它在卵子生成期間轉(zhuǎn)錄，其mRNA均勻地分布在卵細(xì)胞質(zhì)中。授精后，其分子布局

19、以兩種形式被改變：Bcd蛋白濃度梯度在前極區(qū)域激活hun-mRNA的大量合成；而Nan蛋白則阻止hun-mRNA在后極區(qū)域的翻譯，其結(jié)果是mRNA的降解?？偟男Ч牵呵皹O一半?yún)^(qū)域hun-mRNA在水平提高；同時在后極一半?yún)^(qū)域hun-mRNA消失。Hun蛋白阻遏 knirps 和 giant 兩基因的表達(dá)，它們均為腹部發(fā)育所必需，因此Hun總的功能就是抑制腹部結(jié)構(gòu)的發(fā)育。4B 母體基因的表達(dá)e grk 基因的表達(dá)與功能 果蠅胚胎背腹格局的發(fā)育需要一組11個母體基因的表達(dá)，其功能是在授精與細(xì)胞囊胚層形成這段時間內(nèi)建立背腹軸線，這個系統(tǒng)對背腹部結(jié)構(gòu)的發(fā)育是必需的。grk（gurken）基因的表達(dá)產(chǎn)物

20、介導(dǎo)了背腹系統(tǒng)中背部結(jié)構(gòu)發(fā)育格局的形成。grk 轉(zhuǎn)錄物在卵母細(xì)胞背部一側(cè)的固定grk-mRNA位點(diǎn)特異性地固定在卵母細(xì)胞的背部一側(cè)，果蠅背腹系統(tǒng)的極性隨之建立起來。其中，cni和brin基因的表達(dá)產(chǎn)物對grk-mRNA的合適定位及其蛋白質(zhì)的激活是必需的；其它的基因如k10、spd、orb、capu、spir等對grk-mRNA在前后極的定位也至關(guān)重要。Grk 蛋白的功能grk基因編碼一種與生長因子TGFa相似的蛋白質(zhì)。囊狀卵泡中的top（torpedo）基因編碼EGF受體，因此Grk與Top受體的相互作用使信號從卵母細(xì)胞進(jìn)入囊狀卵泡細(xì)胞。Top受體含有酪氨酸激酶活性，其激活后進(jìn)入Ras通路，通

21、過Raf和D-mek（與MAPKK相當(dāng)）最后激活傳統(tǒng)的MAPK途徑。該通路的最終目的地尚不清楚，但其功效是阻止腹部決定途徑在胚胎背部一側(cè)的激活，有利于背部發(fā)育。4B 母體基因的表達(dá)f toll 基因的表達(dá)與功能toll 基因的表達(dá)產(chǎn)物介導(dǎo)背腹系統(tǒng)腹部發(fā)育格局的形成。 背腹系統(tǒng)中有三個母體體細(xì)胞基因在囊狀卵泡細(xì)胞中表達(dá)，其產(chǎn)物（Pip、Nud、Win）參與將信號傳遞至卵母細(xì)胞的腹部一側(cè)。囊狀卵泡細(xì)胞與卵母細(xì)胞之間的信號傳遞一旦授精，卵子腹部一側(cè)的卵周間隙在上述信號的作用下，發(fā)生一系列的蛋白水解作用。sna和eas兩個基因分別編碼蛋白酶Sna和Eas，Sna裂解Eas，Eas激活后裂解Spa，裂解

22、后的Spa變成一個有活性的信號分子，與卵母細(xì)胞表面的Toll受體專一性結(jié)合，由Toll將信號傳入卵母細(xì)胞內(nèi)，Toll與Spa的結(jié)合是腹部發(fā)育格局激活的必要環(huán)節(jié)。卵母細(xì)胞SnaEasSpa囊狀卵泡細(xì)胞Toll 受體PipNudWin卵周間隙Toll 受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)Toll與配體Spa結(jié)合后，將信號經(jīng)Tub傳送至Pel。Pel是一種蛋白激酶，其靶分子是cac基因的表達(dá)產(chǎn)物，Cac又是dor基因所編碼的轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)節(jié)因子。Dor蛋白與Cac形成一對蛋白因子，控制下游基因的轉(zhuǎn)錄，其作用原理與NF-kB和IkB相似。Dor-Cac組成的復(fù)合物原本以無活性留在胞質(zhì)中呈無活性狀態(tài)，而Dor本身在細(xì)胞中是

23、均勻分布的。Spa卵母細(xì)胞的形式存在于細(xì)胞質(zhì)中，一旦Cac被磷酸化，磷酸化了Cac釋放Dor，Dor進(jìn)入核內(nèi)，形成核內(nèi)有活-核外無活的梯度。在腹部一側(cè)，Dor在核內(nèi)有活性；但在背部一側(cè)Dor仍TubPelDorCacDor 蛋白的功能Dor蛋白既能激活基因的表達(dá)又能抑制基因的表達(dá)。它激活腹部結(jié)構(gòu)發(fā)育基因twi和snail的表達(dá)，同時阻遏背部結(jié)構(gòu)發(fā)育基因dpp和zen的表達(dá)，而Dpp是誘導(dǎo)背部結(jié)構(gòu)形成的成形素 Spa卵母細(xì)胞TubPelDorCac囊狀卵泡細(xì)胞背腹發(fā)育的分子機(jī)制背腹發(fā)育最重要的特征是系統(tǒng)之間的相互聯(lián)系：前一個系統(tǒng)通過阻遏后一個系統(tǒng)的表達(dá)，達(dá)到將相關(guān)活性限制在胚胎合適部分的目的。首

24、先，Grk和Top的相互作用阻遏了Spa活性在胚胎背部一側(cè)的表達(dá)，這就限制了腹部蛋白在胚胎背部區(qū)域活化的可能性；腹部蛋白在核內(nèi)的結(jié)構(gòu)形成于Dor蛋白的核內(nèi)擴(kuò)散，而背部結(jié)構(gòu)則形成于Dpp蛋白的梯度。定位依此阻遏dpp基因的表達(dá)，因此形成由背部開始的梯度擴(kuò)散。在這種情況下，腹部 4B 母體基因的表達(dá)g torso 基因的表達(dá)與功能 末梢系統(tǒng)的啟動與背腹系統(tǒng)相似，torso基因編碼的轉(zhuǎn)膜受體由母體RNA在授精之后翻譯出來，這種受體遍及整個胚胎的所有細(xì)胞表面上，但由于其配體的區(qū)域性合成，因此僅在胚胎的兩個端點(diǎn)被激活。 Torso蛋白具有激酶活性，能夠啟動導(dǎo)致tai-mRNA和huc-mRNA區(qū)域性表達(dá)

25、的級聯(lián)反應(yīng)，而這兩個mRNA的翻譯產(chǎn)物又是下游基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子。Torso由此介導(dǎo)末梢系統(tǒng)發(fā)育格局的形成。4B 母體基因的表達(dá)h 母體基因表達(dá)的特征如在前后極系統(tǒng)中： 母體基因表達(dá)區(qū)域的不對稱性bcd-mRNA固定在前極系統(tǒng)表達(dá)nan-mRNA固定在后極系統(tǒng)表達(dá) 這種固定作用取決于mRNA 3末端與母體蛋白質(zhì)的相互作用。 4B 母體基因的表達(dá)h 母體基因表達(dá)的特征如在背腹系統(tǒng)和末梢系統(tǒng)中： 母體基因表達(dá)產(chǎn)物激活的不對稱性受體蛋白Top、Toll、Torso在限定的區(qū)域內(nèi)分別被相應(yīng)的配體Grk、Spa、未知蛋白特異性激活，在此情況下，受體蛋白是均勻分布的，但配體則存在于限定的區(qū)域內(nèi)。 4B 母

26、體基因的表達(dá)h 母體基因表達(dá)的特征母體基因表達(dá)產(chǎn)物的成形素形成梯度分布： 母體基因表達(dá)產(chǎn)物分布的不對稱性或者是量的梯度（濃度梯度），如：Bcd 定位后極；Nan 定位后極或者是核質(zhì)分布，如：Dor 定位腹部一側(cè)；Dpp 定位背部一側(cè)母體基因表達(dá)產(chǎn)物分布的不對稱性 對于每個發(fā)育系統(tǒng)來說，上述四種成形素活性的延伸區(qū)域均是卵母細(xì)胞或胚胎的50%。 前后極梯度和背腹部梯度的建立是決定胚胎空間及發(fā)育方向的第一步下一步則是形成機(jī)體不同部位的各分離區(qū)域的發(fā)育。4C 體節(jié)形成基因的表達(dá) 前后極和背腹軸濃度梯度的建立是決定胚胎方向和空間組織的第一步。在母體基因的指導(dǎo)下，濃度梯度橫貫公共細(xì)胞質(zhì)并影響存在于胞質(zhì)中的

27、細(xì)胞核行為。下一步就是能產(chǎn)生機(jī)體不同部分的分隔區(qū)域的發(fā)育，這個過程需要授精卵基因組的表達(dá)，此時活化的位點(diǎn)稱為授精卵基因，它們是從體節(jié)突變體鑒定出來的。4C 體節(jié)形成基因的表達(dá) 體節(jié)形成基因是以授精卵合子基因組的形式進(jìn)行工作的，其表達(dá)產(chǎn)物在前后極軸上形成較寬的四條帶區(qū)域，而在背腹軸上則形成三種胚胎分化區(qū)域，從腹部到背部依次為：中胚層、神經(jīng)外胚層、背外胚層。體節(jié)形成基因的功能是建立體節(jié)形成的“定律”，這些基因的突變直接導(dǎo)致體節(jié)的缺陷或錯位形成，致胚胎于死地。根據(jù)體節(jié)生成基因作用范圍的大小，可將這類約由30個基因組成的基因組分成三大類： a 體節(jié)形成基因的功能與特征間隙基因（gap） 間隙基因在授精

28、后最早被轉(zhuǎn)錄，其表達(dá)產(chǎn)物將授精卵細(xì)胞限定為四大區(qū)域，由四個基因控制這四個區(qū)域的形成，其它的基因則與頭部和尾部結(jié)構(gòu)的形成有關(guān)。間隙基因突變會喪失幾個相鄰的體節(jié)。 對律基因（pair-rule） 對律基因在間隙基因之后被轉(zhuǎn)錄，其表達(dá)產(chǎn)物將胚胎限定為七條帶，共有八個基因組成。這些基因的突變會間隔性地喪失體節(jié)，失去的體節(jié)可以是偶數(shù)體節(jié)，也可以是奇數(shù)體節(jié)。 極性基因（polarity） 極性基因的表達(dá)產(chǎn)物進(jìn)一步將胚胎限定為14條帶，共有16個基因參與這一功能。它們控制體節(jié)發(fā)育的方向，其突變體絕大部分失去每個體節(jié)的P區(qū)，而以A區(qū)的拷貝取而代之。少數(shù)突變體也會喪失A空間甚至體節(jié)的中間部分。 體節(jié)形成基因的特

29、征上述三組基因在發(fā)育期間是先后表達(dá)的。母體基因只是在前后兩極建立梯度，這個梯度或激活或抑制間隙基因的表達(dá)。間隙基因在授精后（第11次核分裂）最早被轉(zhuǎn)錄。間隙基因的表達(dá)產(chǎn)物將授精卵細(xì)胞分成四大區(qū)域，并分別控制相應(yīng)的對律基因，而對律基因的表達(dá)產(chǎn)物再控制體節(jié)極性基因。體節(jié)極性基因在核分裂13次時開始表達(dá)，表達(dá)產(chǎn)物所形成的區(qū)域已經(jīng)是幼蟲的體節(jié)了。 4C 體節(jié)形成基因的表達(dá)直接對母體基因產(chǎn)物Bcd成形素的調(diào)控產(chǎn)生應(yīng)答反應(yīng)，b 間隙基因的表達(dá)與調(diào)控間隙基因參與調(diào)控的方式有三個方面其結(jié)果是Hun蛋白的合成；一個間隙基因產(chǎn)物調(diào)控另一個間隙基因的表達(dá)；間隙基因產(chǎn)物調(diào)控對律基因的表達(dá)。四大區(qū)域的構(gòu)成程序 第一區(qū)域

30、帶是前極區(qū)，由Hun（Hunchback）蛋白構(gòu)成，后者是從其mRNA上翻譯出來的。hun基因的高效轉(zhuǎn)錄為定位在前極的Bcd濃度梯度所激活； 第二區(qū)域帶由Kru（Kruppel）蛋白構(gòu)成，其編碼基因的轉(zhuǎn)錄為Hun蛋白所激活； 第三區(qū)域帶由Kni（Knirps）蛋白構(gòu)成，其表達(dá)為Hun所阻遏； 第四區(qū)域帶由Gia（Giant）蛋白構(gòu)成，其表達(dá)為Hun所阻遏。 第三區(qū)域帶和第四區(qū)域帶在后極區(qū)表達(dá)，因為Nan抑制了Hun蛋白的合成。 間隙基因表達(dá)產(chǎn)物的特征 Hun蛋白在上述四大區(qū)域的形成中起著關(guān)鍵作用。它在前極廣大區(qū)域內(nèi)表達(dá)，所形成的濃度梯度一直延伸到胚胎中部。高濃度的Hun阻遏Kru蛋白的合成；低

31、濃度的Hun又激活kru基因的轉(zhuǎn)錄，而Hun又是kru基因表達(dá)所必需的，這就決定了kru基因在副體節(jié)3至5區(qū)域內(nèi)表達(dá)。 同樣，gia 基因的表達(dá)也依賴于Hun濃度的連續(xù)變化開啟或關(guān)閉。 kni 基因的表達(dá)則要求Hun蛋白不存在。 因此，四大區(qū)域的特征都是由各種間隙蛋白的濃度水平所界定，并且所有的間隙蛋白都是轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子。4C 體節(jié)形成基因的表達(dá)c 對律基因的表達(dá)與調(diào)控 對律基因控制七條斑紋的發(fā)育，每個對律蛋白均存在于胚胎的七條斑紋帶中。而這七條斑紋最終又由極性基因界定為14條帶，分別對應(yīng)頭部、尾部和11個體節(jié)。因此，每條斑紋（包括兩條端點(diǎn)斑紋）分別由一奇數(shù)帶和一偶數(shù)帶組成。有兩個對律基因分別控

32、制這七條帶的奇數(shù)部分和偶數(shù)部分的形成，它們分別是 eve 和 ftz 基因。 ftz基因的表達(dá)控制體節(jié)帶偶數(shù)部分的發(fā)育ftz基因在早期的胚胎發(fā)育過程中是統(tǒng)一轉(zhuǎn)錄的，其mRNA均勻分布于胚胎的前后極，它在偶數(shù)部分區(qū)域翻譯成Ftz蛋白質(zhì)，并由其控制這些區(qū)域的發(fā)育，每個區(qū)域約3-4個細(xì)胞的寬度；而在奇數(shù)部分區(qū)域上的ftz-mRNA則被降解，這種規(guī)律性的降解與該區(qū)域內(nèi)間隙基因產(chǎn)物與對律基因產(chǎn)物的成分性質(zhì)及濃度配比有關(guān)。 eve基因的表達(dá)控制體節(jié)帶奇數(shù)部分的發(fā)育eve基因表達(dá)的產(chǎn)物控制奇數(shù)區(qū)域的發(fā)育。與ftz基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制相同的是，eve基因的表達(dá)同樣是由該區(qū)域內(nèi)間隙基因產(chǎn)物和對律基因表達(dá)產(chǎn)物不同成份

33、與濃度的配比決定的，但這些配比的直接結(jié)果是作用于eve基因啟動子上的各個專一性結(jié)合位點(diǎn)，或激活或抑制該基因轉(zhuǎn)錄的啟動，從而形成七條帶的奇數(shù)部分。 對律基因突變導(dǎo)致胚胎畸形發(fā)育ftz和eve兩基因各控制七條體節(jié)帶中一半部分的發(fā)育，如果兩個基因中任何一個突變失去功能，便會出現(xiàn)七條體節(jié)帶各缺失一半的情況，導(dǎo)致畸形發(fā)育。 4C 體節(jié)形成基因的表達(dá)d 極性基因的表達(dá)與調(diào)控 對律基因控制極性基因的表達(dá)，而極性基因則在14條斑紋中表達(dá)相應(yīng)的產(chǎn)物。每條斑紋定義一個成蠅的體節(jié)。體節(jié)極性基因表達(dá)的空間區(qū)域是極其精確的，這種精確性是由 eng（engrailed）基因的表達(dá)產(chǎn)物所提供。eng 基因編碼的功能是所有體

34、節(jié)都需要的，并且是14條斑紋中每個A空間和P空間之間差異的主要來源。 eng基因表達(dá)產(chǎn)物的性質(zhì)與功能 體節(jié)極性基因的表達(dá)格局極其精確。首先是在奇數(shù)區(qū)和偶數(shù)區(qū)內(nèi)分別再界定出P區(qū)和A區(qū)，其中eng基因只在P區(qū)內(nèi)表達(dá)，因此eng基因的表達(dá)產(chǎn)物又將14條帶劃分為28個區(qū)。 奇 偶 奇 偶 奇 偶 奇 偶 奇 偶 奇 偶 奇 偶 P A P A P A P A P A P A P A P A P A P A P A P A P A P A 七大斑紋 十四條體節(jié)帶 二十八個空間區(qū)eng基因表達(dá)產(chǎn)物的性質(zhì)與功能eng基因編碼產(chǎn)物En也是一種轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，其初始的表達(dá)由Ftz和Eve蛋白啟動，但在表達(dá)后不久便

35、被一種罕見的自調(diào)節(jié)系統(tǒng)所取代，并在很短的時間內(nèi)，使P小區(qū)由一個細(xì)胞的寬度迅速擴(kuò)展為數(shù)十個細(xì)胞的寬度。奇 偶 奇 偶 奇 偶 奇 偶 奇 偶 奇 偶 奇 偶 P A P A P A P A P A P A P A P A P A P A P A P A P A P A 七大斑紋 十四條體節(jié)帶 二十八個空間區(qū)介導(dǎo)A小區(qū)和P小區(qū)發(fā)育的自調(diào)節(jié)正控制系統(tǒng) 在上述的自調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，wnt（wingless）也響應(yīng)Ftz和Eve蛋白而啟動表達(dá)，開始時它只在緊貼著表達(dá)En蛋白的細(xì)胞的前極一側(cè)一排細(xì)胞中表達(dá)，表達(dá)出來的Wg蛋白分泌出來，通過著名的wnt信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑將信號傳入到表達(dá)En蛋白的P小區(qū)細(xì)胞，并激活這些細(xì)

36、胞中編碼Hg的相關(guān)基因表達(dá)。Hg蛋白由此細(xì)胞分泌出來后，再以普通蛋白質(zhì)運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)入A小區(qū)細(xì)胞中，并在構(gòu)成A小區(qū)細(xì)胞特征的同時，維持Wg蛋白的持續(xù)大量合成，從而形成A和P小區(qū)共同發(fā)育的自調(diào)節(jié)正控制系統(tǒng)，這就使得A和P兩個小區(qū)的邊界更加清晰。 Wg介導(dǎo)的wnt信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的普遍意義 值得注意的是，由Wg蛋白介導(dǎo)的wnt信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路也廣泛存在于脊椎動物體內(nèi)，具有重要的生物學(xué)意義。其中，由porc基因編碼的Porc是一種轉(zhuǎn)膜蛋白，它能協(xié)助Wg從前極細(xì)胞分泌，但Wg在后極細(xì)胞膜上的受體卻是Fz（DFrz2）Fz是一種七跨膜蛋白，但不偶聯(lián)G蛋白。信號分子與受體相互作用后，激活由dsh基因編碼的Dsh。Dsh

37、是一種胞質(zhì)型磷蛋白，能直接或間接地抑制Ser/Thr激酶Zw3。當(dāng)Zw3有活性時，便抑制下一個蛋白Arm（由arm基因編碼）的功能；而當(dāng)Zw3被Dsh抑制后，便會釋放Arm，后者轉(zhuǎn)入核內(nèi)，與其伙伴Pan蛋白結(jié)合，進(jìn)而激活一組靶基因的表達(dá)。 最后，眾多其它的極性基因表達(dá)產(chǎn)物再為14個條帶和28個區(qū)提供特征性信息譜。這種產(chǎn)物信息譜包括：分泌性蛋白譜、轉(zhuǎn)膜蛋白受體譜、蛋白激酶譜、細(xì)胞骨架蛋白譜、轉(zhuǎn)錄因子譜等，進(jìn)而控制體節(jié)的分化發(fā)育，但這方面的詳細(xì)機(jī)制遠(yuǎn)未搞清。 4D 異位同型基因的表達(dá) 如果說體節(jié)極性基因控制著各體節(jié)內(nèi)部構(gòu)成的信息或格局，那么異位同型基因（Homeotic Gene）則決定了各體節(jié)獨(dú)

38、自的分化發(fā)育程序。異位同型基因在胚胎生成期間發(fā)揮作用，其表達(dá)依賴于先前表達(dá)的體節(jié)形成基因。換句話說，異位同型基因是按照體節(jié)形成基因創(chuàng)建的信息樣本去裝配體節(jié)，因此異位同型基因突變往往會導(dǎo)致一個區(qū)域中的細(xì)胞發(fā)育成另一區(qū)域的細(xì)胞表型特征，例如在果蠅的觸角區(qū)長出腳或在眼區(qū)長a 異位同型基因的功能與特征出翅膀來。 果蠅異位同型基因的結(jié)構(gòu) 果蠅的異位同型基因分屬兩大基因簇：即觸角組(Ant-C)和雙胸組(BX-C)。觸角組控制頭部和胸部各體節(jié)特征結(jié)構(gòu)的形成；雙胸組控制腹部各體節(jié)特征結(jié)構(gòu)的形成。這兩大基因簇都定位于果蠅的第3號染色體上，但被分隔在兩處。 labpbDfdScrAntpUbxAbdAAbdBA

39、nt-CBX-C果蠅異位同型基因的表達(dá)譜 Hox基因轉(zhuǎn)錄物的全胚原位雜交成像4D 異位同型基因的表達(dá) 果蠅最前面的第1-4個副體節(jié)是由ANT-C基因簇決定的，它含有l(wèi)abial（lab）、proboscipedia（pb）、Deformed（Dfd）、Sex combs reduced（Scr）、Antennapedia（Antp）等若干個異位同型基因，其編碼產(chǎn)物均為器官結(jié)構(gòu)形成基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子。該基因簇總長大約350kb，中間有幾個非異位同型基因散布其中，但它們大部分也是在發(fā)b Ant-C基因簇的順序組織育的不同階段起調(diào)控作用的。Ant-C基因順序組織與其功能的對應(yīng)關(guān)系令人感興趣的是，An

40、t-C基因簇的順序組織與其效應(yīng)有著明顯的對應(yīng)關(guān)系：最左邊的基因lab負(fù)責(zé)頭部發(fā)育，最右邊的基因Antp負(fù)責(zé)胸部體節(jié)T2T3的發(fā)育。在正常情況下,胸節(jié)T2T3的形成以及頭部結(jié)構(gòu)的抑制都需要Antp的表達(dá)，因此其喪失會導(dǎo)致T2T3體節(jié)更像其前極結(jié)構(gòu)T1體節(jié)。相反，如果在頭部使Antp過量表達(dá)，則導(dǎo)致前極頭部區(qū)域發(fā)育胸部結(jié)構(gòu)，因為Antp的一個功能是阻止能促進(jìn)觸角結(jié)構(gòu)發(fā)育的hth和exd基因的表達(dá)。Hth和Exd蛋白進(jìn)入核內(nèi)后，能激活制造觸角結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄。 Antp基因的結(jié)構(gòu)及表達(dá)Antp基因含有8個外顯子，并為很大的內(nèi)含子所分隔，總長103kb。單一的閱讀框架僅存在于第5外顯子中，編碼的蛋白質(zhì)為

41、43kD，也就是說，編碼區(qū)僅占基因總長度的1%。該基因的轉(zhuǎn)錄可起源于兩個啟動子中的任何一個，但這兩個啟動子竟相距70kb！一個啟動子位于第1外顯子的上游，另一個則位于3外顯子的上游。每個啟動子介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄均可終止在第8外顯子的內(nèi)部或者之后，但所有的四種轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物均編碼相同的蛋白質(zhì)，因此這些mRNA的意義在于它們非編碼區(qū)的不同 結(jié)構(gòu)，其中含有不同的翻譯控制元件，從而實現(xiàn)翻譯的特異性。 4D 異位同型基因的表達(dá) BX-C基因簇控制T2到A8體節(jié)的結(jié)構(gòu)形成，因此負(fù)責(zé)果蠅大部分機(jī)體的發(fā)育。與ANT-C基因簇一樣，BX-C中各基因的排列順序與其控制的結(jié)構(gòu)順序基本一致。BX-C與ANT-C的不同之處在于，AN

42、T-C只靠蛋白質(zhì)發(fā)揮調(diào)控功能，而BX-C除了蛋白因子的反式作用外，還含有RNA之間的順式調(diào)控作用。BX-C全長315kb，其中只有1.4%的區(qū)域為蛋c BX-C基因簇的順序組織白質(zhì)編碼，其突變體可分為下列兩大類型：BX-C基因簇順序組織 三個編碼蛋白質(zhì)的基因Ubx、abdA、abdB構(gòu)成一組。它們的轉(zhuǎn)錄單位很大，Ubx大于75kb，abdA和abdB均大于20kb，且均含有很大的內(nèi)含子結(jié)構(gòu)。Bxd、iab4、iab7區(qū)域轉(zhuǎn)錄不編碼蛋白質(zhì)的RNA，原轉(zhuǎn)錄單位也很大，但被剪切成小片段。其中，iab4和iab7的功能與RNA干擾作用有關(guān)，但近來的研究卻揭示Bxd的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物介導(dǎo)了一種基因表達(dá)調(diào)控的新機(jī)

43、制。BX-C基因簇順序組織ubxbxdTRE1TRE2TRE3Me非編碼RNA（ucRNA）ASH1組蛋白H3催化H3 K4 甲基化：基因激活H3 K27 甲基化：基因沉默from：Tilman et al. Science 311, 1118, 2006BX-C基因的表達(dá)區(qū)域 ubx基因在前極的表達(dá)邊界位于T2P區(qū)（第5副體節(jié)），abdA基因從A1P空間（第7副體節(jié)）開始表達(dá)，abdB基因從A4P空間（第10副體節(jié)）開始表達(dá)，三者部分重疊。ubx的轉(zhuǎn)錄研究得最為詳細(xì)，其初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物大約75kb，后經(jīng)多樣性剪切，產(chǎn)生幾種短小的RNA分子。首先出現(xiàn)的是4.7kb的RNA分子，隨后便被3.2kb和

44、4.3kb的RNA分子所取代BX-C基因的功能 Ubx蛋白在T2P-A1區(qū)域的濃度較高，在A2-A8區(qū)則相對低些。它定位于核內(nèi)，是一種普通的攜帶異位同型結(jié)構(gòu)域的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子。如果Ubx蛋白單獨(dú)存在，發(fā)育出的幼蟲擁有第4副體節(jié)（T1P/T2A）、第5副體節(jié)（T2P/T3A）、以及8個拷貝的第6副體節(jié)（T3P/A1A），這表明A1A以前的體節(jié)發(fā)育需要Ubx蛋白。若將abdA基因加入到只含有ubx的突變體中，會產(chǎn)生第7至第9副體節(jié)，也就是說，ubx加上abdA能將其控制區(qū)域拓展至A3P/A4A，而后面的體節(jié)一律保持A3P/A4A的表型。只有當(dāng)加入abdB后，才會出現(xiàn)第10至第14副體節(jié)。 BX-C基因控制體節(jié)形成的分子機(jī)制 那么，上述三種蛋白質(zhì)是怎樣控制10個副體節(jié)的特征的呢？答案是在不同區(qū)域內(nèi)，分別存在著三種蛋白不同的量，這種質(zhì)與量的差別構(gòu)成了對靶基因控制的多樣性。 Ubx中的abx、bx、pbx三個編碼區(qū)各發(fā)生一個點(diǎn)突變，會使果蠅胚胎發(fā)育成畸型的四翅膀成蠅突變體。4D 異位同型基因的表達(dá) 比較Ant-C和BX-C兩個基因簇的基因順序及其所控制的組織順序，可以看出：各基因在染色體DNA上的排列順序與這些基因所控制的體節(jié)排列順序一致，例如，5端的基因控制果蠅頭部的發(fā)育，3端的基因控制尾部的發(fā)育。體節(jié)的空間發(fā)育順序與基因的線性排列順序一致，這被d 異位同型基因的時空共線