皮诺普辛调节黑素的产生和日常机动活动:基因编辑的Xenopus的功能洞察力

科学领域:

• * 进化生物学 进化生物学
• * 神经科学是一门神经科学.
• * 遗传学 遗传学是一门学科

背景情况:

• * 循环节律的调整依赖于由素介导的环境光检测.
• * 皮诺普辛 (pinopsin) 是一种在桃体和各种脊椎动物的眼睛中发现的素,在光检测中起着可疑的作用,但缺乏遗传功能测试.
• * 进化分析表明,在哺乳动物,一些爬行动物和远鱼类中,皮诺普辛的减少,但在鸟类,海,和非远鱼类Actinopterygii中保留.

研究的目的:

• *对两动物物种中的皮诺普辛基因进行基因组调查.
• *以基因评估pinopsin在Xenopus laevis的光调节昼夜行为中的功能.
• * 调查皮诺普辛在黑激素合成和运动活动中的作用.

主要方法:

• * 在95种两动物物种中对pinopsin基因进行基因组检测.
• *在Xenopus laevis的鱼中,CRISPR/Cas9介导的皮诺辛被淘汰.
• *对光敏感反应的评估,包括皮肤色素变化 (黑激素指标) 和24小时光周期内的运动活动.

主要成果:

• * 皮诺普辛在和大多数类动物中保存,但在一些类动物中不存在.
• * 皮诺普辛淘汰在光线阶段表现出更白的皮肤,这表明皮诺普辛在白天抑制了黑色素的产生.
• *淘汰的头显示白天运动活动减少,与黑激素诱导的嗜睡相一致,这些反应取决于松果的光敏感性.

结论:

• * 皮诺普辛是Xenopus中光调节的昼夜活动相关行为的关键素.
• * 皮诺普辛与Aanat共同表达,Aanat是黑色素合成中的关键酶.
• *这些发现表明,皮诺普辛在两动物和其他非哺乳动物脊椎动物 (如鸟类,乌和) 中的作用得到了保护.