蚯蚓Metaphire posthuma 中間絲蛋白質之探討：胺基酸序列與組織表現

Abstract

我們從環節動物黑蚯蚓 Metaphire posthuma 的咽部肌肉組織及腹神經索分別定序出 IF－A 及 IF－B 兩個新的中間絲蛋白質 cDNA 核酸序列。 IF－A 及IF－B 的胺基酸序列皆具有典型中間絲蛋白質的三個 domains ；包括中央的rod domain 、N 端的 head domain 及 C 端的tail domain 。 此外， IF－A 與IF－B rod domain 的 1B 部分皆具有 42 個額外的胺基酸，與所有已知的無脊椎動物中間絲蛋白質及 nuclear lamins 相同，而異於脊椎動物中間絲蛋白質。 IF－A tail domain 的部分序列亦與 lamins相似，具有lamin－tail homology ，相反地， IF－B 則不含此序列。藉由 RT－PCR 實驗 ，我們於蚯蚓的咽部肌肉組織、腹神經索、腸子前端、皮膚及儲精囊進行 IF－A 及 IF－B 的增幅反應，結果發現僅咽部肌肉組織呈現 IF－A 陽性反應，而所有五個組織呈 IF－B 陽性反應。將呈陽性反應的增幅產物分別送交定序，結果也各自符合 IF－A 及 IF－B 的核酸序列。再以 Northern blot hybridization 針對上述五組織進行 IF－A －specific 的DNA 探針雜和反應 ，結果也僅咽部肌肉組織的 total RNA 呈現 IF－A 陽性反應。因此暗示了 IF－A 是一個具有肌肉組織專一性的中間絲蛋白質。先前研究以18S rDNA 序列將後生動物中的兩側對稱動物分為後口動物及前口動物，後者又可再分為ecdysozoa 及lophotrochozoa 二群類。後口動物包括如脊椎動物，ecdysozoa 如線蟲動物，而 lophotrochozoa 則如常見的環節動物、軟體動物及扁形動物。我們蒐集脊椎動物（人類、小鼠及二種魚類）、 ecdysozoa 動物（二種線蟲動物）及 lophotrochozoa 動物（環節、軟體及扁形動物）的中間絲蛋白質 rod domains ，以相近似分析法建構親緣關係樹。結果顯示上述動物的中間絲蛋白質可分為 3 個群組（I－III ) ，每一群內含 2 個次群組（ a 及 b ）。其中Ia 由ecdysozoa 線蟲的部分中間絲蛋白質組成 ，Ib 群組由人類與小鼠的第一型中間絲蛋白質組成，此群組（ I ）應為較古老的中間絲蛋白質。 II群組則包括前口動物，其中ecdysozoa 其餘的中間絲蛋白質組成Ila ，而lophotrochozoa 的中間絲蛋白質組成IIb。III群組則包括後口動物，其中IIIa由第二型中間絲蛋白質組成，IIIb則由第三及第四型中間絲蛋白質組成。此外，扁形動物中間絲蛋白質也位於lophotrochozoa IIb 中。上述II與III群組的分類及扁形動物所屬群組皆與以18S rDNA 分類動物的結果相符合。此外， IF－A 具有肌肉組織專一性與脊椎動物肌肉組織專一性的 desmin 並非同源，二者關係為趨同演化之結果。