臺灣國際科展

果蠅單眼的發育調控基因之篩選

科展類別
臺灣國際科展作品
屆次
2012年
科別
動物學
得獎情形
一等獎
學校名稱
臺北市立第一女子高級中學
指導老師
孫以瀚;吳雅嵐
作者
謝庭軒
關鍵字
果蠅,單眼,ras
備註
美國正選代表:美國第63屆國際科技展覽會

摘要或動機

在果蠅成蟲的頭頂上方三顆可以感光的單眼(ocelli),其構造和複眼有顯著的差異,但單眼及複眼在果蠅幼蟲時期,皆從一片特別的組織eye-antenna disc發育而來。而且目前已知會表現在單眼的一些特定基因,也是會調控複眼發育的基因,如sine oculis (so),eyes absent (eya) 等。但到底是哪些特定的基因決定了單眼與複眼的差異,目前並不是很清楚,因此我想探討果蠅單眼細胞在發育過程中,有哪些特定的基因會調控果蠅單眼的生成與變化。 本實驗主要是利用果蠅研究上常使用的基因表現系統(UAS-GAL4 system)進行研究,我們挑選許多和複眼發育相關的基因、胚胎生長發育相關基因進行表現,觀察其單眼性狀有無變化,篩選出會影響單眼發育的相關基因後,再進一步研究此基因的可能作用機制。 從實驗的結果中發現當表現ras及Egfr的顯性抑制型 (rasDN, EgfrDN)時,在掃描式電子顯微鏡下可觀察到三顆單眼會明顯變小。而在幼蟲時期的eye-antenna disc,利用免疫螢光染色以及雷射共軛焦顯微鏡觀察到當表現rasDN、EgfrDN時, 單眼標記基因(marker gene) Eyes absent (Eya)表現的強度顯著降低。再加上已知ras為Egfr的下游基因,綜合這些結果,我們認為Egfr-Ras 以及其下游基因的訊號傳遞對於單眼發育是很重要的。 另外在視網膜電流圖(electroretinogram)的實驗當中,發現Egfr, ras訊息傳遞被抑制的果蠅單眼在對光線刺激的反應強度比起正常的果蠅下降許多,因此可推論Egfr, ras的訊息傳遞不僅會影響單眼的發育,也會影響單眼的正常感光的功能。


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