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SOX基因家族的研究现状 |
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常重杰 周荣家 余其兴
中图分类号： Q343.1 文献标识码： A
文章编号： 0253－9772(2000)01－0051－53
Progress in SOX Gene Family
CHANG Zhong jie ZHOU Rong jia YU Qi xing
(College of Life Sciences, Wuhan University, Wuhan 430072, China)
SOX基因家族是一个新发现的基因家族,其主要特征是具有一个保守基序——HMG－box,可以和DNA进行序列特异性的结合。该家族的第一个成员是哺乳动物的性别决定基因SRY/Sry。由于SOX基因在胚胎发育及性别分化过程中可能起着重要的作用,对其研究进展十分迅速。本文根据现有资料总结了有关方面的研究成果。
1 SOX基因的发现
人类中存在一些性反转患者（XX男性或XY女性）,其性别表型与其性染色体组成不一致。详尽分析其染色体结构,发现前者大多获得了一段Y片段;后者往往失去了一段Y染色体片段,由于不同患者获得或失去的Y染色体片段的大小不尽相同,从而可以用来构建Y染色体缺失图谱,并逐步把与性别决定有关的基因限定在一小至35kb的范围内。1990年,Sinclair等人从中分离出一个基因,称为Sex Determining Region Y gene(SRY),分析证实,它就是性别决定基因,在胚胎发育过程中决定着睾丸的形成〔16〕。由于SRY基因的发现导致了一个新的基因家族——SOX基因家族的发现。
人类SRY基因发现以后，Gubbay(1990)等利用人SRY基因片段为探针，与经EcoRI完全酶切的鼠基因组DNA进行杂交，发现有一条长3.5kb的杂交带只在雄性中出现，这就是鼠Sry基因片段；另外有几条弱的杂交带，在雌雄中是一致的。进而利用鼠Sry片段为探针在鼠交配后8.5天胚胎cDNA文库中筛选出几个克隆，经详细的限制图谱分析，这些克隆可分为4种。序列分析表明，这些基因片段中都含有一个编码大约80个氨基酸的保守序列，即HMG－box。它们与SRY/Sry HMG－box的相似性远远高于与HMG－1和HMG－2中保守区的相似性〔9〕。当时命名为a1,a2等。此后发现了更多的蛋白质具有HMG－box，其中包括几个转录因子，这是一个较庞大的基因家族，其中包括许多与SRY/Sry有高度相似性的基因。那些在HMG－box区与SRY/Sry产物具有60％以上氨基酸序列相似性的编码基因命名为SOX(SRY－related HMG－box gene)〔10〕。
2 SOX基因概述
人类及小鼠中已发现的Sox基因已达24个。表1系根据已发表的资料归纳所成。据不完全统计目前已在各种不同物种包括哺乳类、鸟类、爬行类、鱼类及昆虫中克隆了不少于100个这样的基因〔1,3,7,13,23〕。SOX基因家族在HMG－box区其氨基酸序列从人类到果蝇都是高度保守的，如此强烈的进化保守性说明SOX家族的基因在许多物种的睾丸和其它组织分化和发育过程中起着重要作用。SOX1，2，3和SOX11在发育的中枢神经系统中表达〔11,12,17,21〕。SOX4在T淋巴细胞和一些前B淋巴细胞表达，并在淋巴细胞中介导AACAAAG基序的增强子效应〔22〕。也有几个成员在成体睾丸中表达。据报道，SOX4,5,6,9〔2,4,5,18,22〕也在成体睾丸中表达，尽管SOX基因家族的这些成员在成体睾丸中的具体作用尚不明了，但其表达模式使我们有理由认为这个家族的部分成员在哺乳动物精子形成阶段起着十分重要的作用。目前该家族的成员仍在迅速增加。其中许多是利用PCR方法进行克隆，根据其HMG－box区氨基酸序列而定义，并未进行详细研究。周荣家(1997)等人为了分析这些基因的作用和进化方式，通过比较氨基酸序列相似性提出：SOX基因家族可以分为4个亚族。亚族内彼此之间有大于60％的相似性，亚族之间的相似性一般低于50％。SRY/Sry基因归属SOX－S1，这个亚族与其它亚族间的差异较大，引人注目的SOX基因——SOX3也是该亚族的成员〔25〕。
3 几个特殊的SOX基因
3.1 与SRY/Sry同源性最高的SOX基因——SOX3
在目前已发现的SOX基因中，SOX[1] [2] 下一页
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