Glial cells missing基因最先是由Bmdley发现并研究的。他最先在果蝇的突变体中发现了该基因,并且研究表明Gcm基因是在果蝇神经元细胞和神经胶质细胞转化的过程中起着调控的作用。在果蝇神经系统发育过程中研究改基因发现,gcm编码的是一种瞬时表达的核蛋白,该蛋白在所有的外围神经和中枢神经中都表达。在非神经细胞中过表达Gcm基因,会引起细胞结构和形态的改变。在神经细胞研究过程中,过表达Gcm基因,预计可能发育成神经元的细胞发育成了神经胶质细胞。在非神经细胞中,除了上述对神经细胞发育的影响,gcm基因对果蝇巨噬细胞的发育也有影响,如果缺少该基因,巨噬细胞发育会受到抑制。该基因除了上述的作用,还对果蝇造血前体细胞的分化与发育起作用。Gcm在造血细胞分化中是不可缺少的。它的具体调控机制是gcm/gcm2两种类似物通过抑制另外一种转录因子1z来调节祖细胞分化的,还是前体细胞Srp的下游基因。Lz在果蝇中主要是主要是控制结晶细胞分化的,而Gcm基因会的表达抑制lz表达,从而使结晶细胞的分化受到抑制。这些相互作用的研究,为我们的研究提供了新的理论依据。家蚕作为研究鳞翅目昆虫的代表生物模型,对昆虫功能的研究具有指导意义。因此我们在家蚕中研究Gcm基因,进一步揭示其作用机理是非常必要的。通过阅读文献及前人的研究得知,家蚕造血细胞主要有五种类型,但是关于家蚕造血细胞功能研究的文献较少,各种血细胞的功能及调控机制目前尚不清楚。因此本论文基于家蚕基因组数据库的分析比对,克隆得到了家蚕Gcm基因。并运用相关的软件进行了分析和鉴定,在胚胎和幼虫五龄期分析其表达情况。最后对BmGcm的功能进一步的研究,揭示其在家蚕血细胞调控中的作用。主要研究结果如下:1.家蚕BmGcm基因全长克隆及信息分析利用家蚕基因组数据库和NCBI等数据库,对Gcm进行基本信息分析及比对,设计引物,利用RACE技术,成功克隆得到家蚕BmGcm基因全长。根据分析发现在家蚕中Gcm只有一种形式。在家蚕数据库中的编号为Bm006182,定位于4号染色体,基因探针为sw10523,有4个外显子、3个内含子。与其他同系物类似,也含有Gcm保守结构域。通过进化树分析家蚕、果蝇、海胆、小鼠和人类等,发现Gcm家族共分为3类,分别是GCMa、GCMb和GCM。虽然家蚕跟其他物种类似,都含有Gcm结构域,但是通过进化树分析发现该基因于其他物种亲缘关系较远。2.家蚕BmGcm的表达分析利用PCR技术检测BmGcm基因在胚胎时期的表达情况,结果显示BmGcm基因主要在胚胎3天和4天高表达,而在其他时期表达量较低。在家蚕数据库中下载芯片数据,并检测家蚕5龄3天各组织表达情况,结果显示BmGcm在卵巢和精巢中表达,而在血液中没有表达,并且该基因在五龄各组织中表达量总体比较低。根据芯片数据对五龄三天各组织进行半定量及定量分析,半定量及定量结构与芯片数据基本保持一致。聚类分析结果显示,BmGcm和紫球海胆和长吻雀鲷的亲缘关系较近。而在海胆中对gcm的研究表明,该基因调控胚胎分裂过程中骨针和色素细胞的发育。通过阅读文献发现该基因在果蝇中不仅可以调控神经细胞的发育,对血细胞的调控也有一定的作用。综上所述,在家蚕中对BmGcm进行了鉴定、克隆和表达分析,为研究该基因在造血调控中的作用奠定了一定的基础。3.家蚕BmGcm抗体的制备及检测在家蚕数据库中查询BmGcm,得到该基因的ORF为1341bp,编码446aa的蛋白,蛋白的等电点5.82。选取BmGcm编码框中较为特异的片段,即为ORF区域,构建原核表达载体。在不同温度和IPTG浓度下摸索诱导得到最佳条件,选取最佳条件并大量诱导重组蛋白,纯化蛋白免疫小鼠制备免疫血清,取免疫后的血清检测发现可用。最终获得了 BmGcm小鼠多克隆抗体。ELISA检测其效价为1:8000,Western blotting检测获得的条带大小约为75KDa,与BmGcm预测的蛋白分子量一致。表明抗体制备有效,可用的,为下一步实验做了良好的基础。4.家蚕BmGcm在家蚕细胞系和蚕体过表达及其分析成功构建BmGcm过表达载体。首先在家蚕BME-SWU3细胞系中过表达BmGcm,结果显示该基因定位在细胞核中。为了进一步研究该基因的作用,在细胞水平过表达BmGcm后,用Brdu检测,发现该基因过表达后抑制了 BME-SWU3细胞的增殖。进一步通过流式细胞仪分析,发现Gcm基因抑制细胞增殖主要发生在细胞G1期。通过在蚕体过表达该基因后,发现过表达该基因,也在血细胞的细胞核中表达,发现该基因主要表达于颗粒细胞中。