模拟微重力效应对果蝇发育及相关基因的影响

摘要

空间环境是一类特殊的极端环境，它不同于人类居住的地球环境，具有强烈的空间辐射、高真空、微重力等特点。这些特殊环境对生物的影响都是人们目前正在探索的领域。其中空间微重力是如何影响动物的发育，一直是该领域的重要科学问题。
　　 本次试验以野生型黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)卵为材料，通过双轴驱动回转器模拟微重力效应，针对果蝇卵的不同发育时期(成蛹期和羽化期)进行微重力处理，研究模拟微重力效应对黑腹果蝇发育的影响。果蝇发育基础生理学指标包括：孵化率、发育速度、繁殖能力和寿命。由于在果蝇的在成蛹期和羽化期变态发育过程中，细胞凋亡和细胞增殖对其发挥着非常重要的作用。为了更深层探究模拟微重力对果蝇发育的影响机制，我们利用RT-PCR的方法对与细胞凋亡和增殖相关的重要基因的表达情况进行研究。细胞凋亡通路基因包括caspase-1，rpr，grim，hid，skl，p53，diap1，diap2和thread。细胞增殖相关基因包括corkscrew，IMP-L2，headcase和tolkin。
　　 结果表明，与对照组相比。经微重力处理后的果蝇的发育速度明显延迟，蛹化和羽化时间均比对照组延迟了18.61％和12.24％。雄性果蝇的寿命与对照组相比出现明显缩短。对细胞凋亡和增殖相关信号通路的结果分析发现，在细胞凋亡信号通路中：促进凋亡的caspase-1,p53，hid,grim和sk1基因表达发生显著上调；抑制凋亡的diap1和thread的基因表达发生显著下调。细胞增殖相关基因IMP-L2和corkscrew的表达水平发生下调。实验结果表明：模拟微重力处理促进了果蝇细胞凋亡，并抑制了细胞增殖，干扰了果蝇发育过程中细胞凋亡和增殖的平衡，这可能是导致果蝇发育速度延迟的重要原因之一。

目录

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引 言

第1章绪 论

1.1空间与微重力科学概述

1.2空间微重力和地面模拟微重力

1.2.1自由落体装置

1.2.2失重飞机抛物线飞行

1.2.3生物火箭

1.2.4航天飞机(space shuttle)

1.3地面回转器模拟微重力效应

1.4地面研究微重力的主要模型

1.5微重力的生物学效应

1.5.1微重力对骨骼系统的影响

1.5.2微重力对肌肉系统的影响

1.5.3微重力对心脏的影响

1.5.4微重力对免疫系统的影响

1.6模式生物果蝇的优势

1.7微重力对果蝇相关研究

1.8程序性细胞死亡和果蝇胚胎发育

1.9本课题研究的目的和意义

第2章实验材料和方法

2.1实验仪器与试剂

2.1.1主要仪器设备

2.1.2常用试剂及配方

2.2果蝇实验室培养

2.2.1果蝇培养基

2.2.2果蝇的传代、转移

2.2.3果蝇培养基长霉处理

2.2.4同步化收集果蝇卵

2.3模拟微重力处理果蝇卵

2.4果蝇的生存试验

2.4.1果蝇发育速度及孵化率试验

2.4.2果蝇繁殖能力试验

2.4.3寿命试验

2.5 RT-PCR检测目的基因表达

2.5.1单只果蝇总RNA的提取

2.5.2果蝇总RNA反转录试验

2.5.3目的基因的PCR扩增

2.5.4目的基因表达量的统计分析

第3章试验结果和讨论

3.1果蝇的发育试验

3.1.1果蝇卵的收集

3.1.2果蝇的孵化率

3.1.3果蝇的发育速度

3.1.4果蝇繁殖力

3.1.5果蝇的寿命

3.2果蝇发育相关基因表达结果

3.2.1单只果蝇总RNA的浓度测定

3.2.2反转录合成cDNA

3.2.3目的基因的PCR特异性扩增

3.2.4目的基因表达量的统计分析

3.3分析与讨论

结论和展望

结论

展望

参考文献

附录

致谢