脂肪酸合成酶基因(FASN)的研究进展

在哺乳动物中,脂肪酸合成酶在脂肪酸合成中起着至关重要的作用。它含有7个活性位点,在还原型辅酶Ⅱ的存在下,FASN负责乙酰辅酶A(acetyl-CoA)和丙二酰辅酶A(malonyl-CoA)从头合成一种长链软脂酸(棕榈酸酯)的所有催化步骤。脂肪酸合成酶是脂肪合成的关键酶,并且在腹脂肪组织重变异及相关性状变异中起着重要作用。综述了FASN及其基因在生命活动中的地位、作用、定位、结构及FASN基因的遗传变异与生产性状关系的研究进展。     

桑叶对绒山羊血脂及脂肪代谢相关基因表达的影响

【目的】探讨日粮中桑叶添加方式和添加量对绒山羊血脂代谢及组织中脂蛋白酯酶(LPL)、脂肪酸合成酶(FASN)、瘦素(Leptin)基因表达量的影响。【方法】选用体况良好(平均体质量(28±1.05)kg/只)的陕北白绒山羊羯羊60只,随机均分为对照组、干桑叶组Ⅰ、干桑叶组Ⅱ、青贮桑叶组Ⅰ、青贮桑叶组Ⅱ、青贮桑叶组Ⅲ6组,其中对照组日粮中不添加桑叶;干桑叶组Ⅰ、Ⅱ日粮中分别添加质量分数10%,15%的自然风干桑叶,青贮桑叶组Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组日粮中分别添加质量分数10%,15%,20%的青贮桑叶。饲养试验持续70d。饲养试验结束后,每组随机挑选3只羊进行屠宰,宰前颈静脉采血并分离血清,宰后采集腹部皮下脂肪、肾周脂肪、尾部脂肪、肝脏、背最长肌组织样。测定血清中血脂代谢相关指标;通过实时荧光定量PCR检测各组织中LPL、FASN、Leptin基因表达量。【结果】干桑叶组Ⅱ和青贮桑叶组Ⅱ的血清LDL-C浓度分别显著降低36.4%和30%(P0.05);饲喂干桑叶组羊血清Leptin质量浓度显著降低(P0.05);干桑叶组Ⅱ和青贮桑叶组Ⅲ中血清FASN质量浓度均显著降低(P0.05)。LPL、FASN、Leptin具有组织表达特异性,且日粮中添加桑叶对绒山羊各组织中基因表达的影响不同。肝脏中,干桑叶组Ⅱ和青贮桑叶组Ⅱ中FASN基因表达量显著降低(P0.05);腹部皮下脂肪中,青贮桑叶组Ⅲ的LPL、Leptin基因表达量显著增加(P0.05);肾周脂肪中,LPL基因表达量在青贮桑叶组Ⅱ中显著上升(P0.05);尾部脂肪中,干桑叶组Ⅱ和青贮桑叶组Ⅱ的LPL基因表达量显著增加(P0.05),干桑叶组Ⅱ和青贮桑叶组Ⅲ的Leptin表达量显著增加(P0.05);背最长肌中,青贮桑叶组Ⅱ的LPL、Leptin基因表达量显著上升(P0.05)。【结论】日粮中添加干桑叶和青贮桑叶对绒山羊脂肪代谢均有调控作用,但整体上饲喂青贮桑叶效果更显著;在日粮中添加质量分数15%的青贮桑叶有更好的降血脂效果,降低血液中TC、TG、LDL-C浓度,促进脂肪组织中LPL、Leptin基因表达,抑制肝脏中FASN基因表达。     

催乳激素对山羊脂肪酸合酶基因转录活性的影响

为探讨催乳激素对体外培养的山羊乳腺上皮细胞脂肪酸合酶（fatty acid synthase，FASN）基因转录活性的调控作用，试验分别用不同浓度的胰岛素（insulin，INS）、雌激素（estradiol，E₂）、催乳素（prolactin，PRL）及不同激素组合（INS+PRL、E₂+INS+PRL）处理山羊乳腺上皮细胞24 h，提取细胞总RNA，采用实时荧光定量PCR检测催乳激素对FASN基因mRNA表达水平的影响。细胞转染山羊FASN基因启动子报告基因载体，同样用不同浓度的胰岛素、雌激素、催乳素及激素组合处理24 h，利用双荧光素酶报告基因系统检测催乳激素对FASN基因启动子活性的影响。结果发现，用雌激素、催乳素处理山羊乳腺上皮细胞后，FASN基因启动子活性及mRNA水平极显著或显著上调（P<0.01；P<0.05），雌激素浓度为10、100 μmol/L和催乳素浓度为0.1和1 μg/mL时效果最为明显，而胰岛素对FASN基因的启动子活性及mRNA水平没有显著影响（P>0.05）。用不同激素组合（INS+PRL、E₂+INS+PRL）处理细胞均能显著上调FASN基因启动子活性及mRNA表达水平（P<0.05）。结果表明，雌激素和催乳素能够调控FASN基因的转录活性，为进一步研究泌乳过程中FASN基因的分子调控机制提供理论依据。     

中国荷斯坦奶牛FASN基因遗传多样性及其与泌乳性能的相关性分析

哺乳动物脂肪酸合成酶(FASN)基因在脂肪酸合成中起至关重要的作用。研究利用PCR-SSCP方法检测109头中国荷斯坦奶牛FASN基因第2、4、26、34外显子遗传多态性,并对多态性与泌乳性状进行相关性分析。结果表明:仅第34外显子(g.16009)存在A/G多态性,其余3个外显子均未发现多态性;第34外显子有2个等位基因为A(突变点为G)/B(突变点为A),基因频率0.8802/0.1198;最小二乘分析表明,第34外显子不同基因型对乳脂率、体细胞评分(SCS)效应显著(P0.05)。为进一步探索牛奶中乳脂率调控机制奠定一定基础。     

The g.841G>C SNP of FASN gene is associated with fatty acid composition in beef cattle

The objective of the current study is to evaluate the association between fatty acid composition and fatty acid synthase gene polymorphisms as responsible mutations. For this purpose, we selected seven previously reported single nucleotide polymorphisms (SNPs) in FASN gene, including one within promoter region (g.841G>C) and six non‐synonymous SNPs (g.8805C>T, g.13126C>T, g.15532A>C, g.16024A>G, g.16039C>T, g.17924A>G), and genotyped them in Japanese Black cattle. Genotyping results revealed that g.8805 C>T and g.17924 A>G were monomorphic loci. Genome‐wide association analysis including the other five SNPs revealed that only g.841G>C showed significant associations with the percentages of C14:0, C14:1, C16:1 and C18:1 at 5% genome‐wide significance level. In order to further evaluate the effect, we genotyped g.841G>C using additional three populations, including two Japanese Black populations and a Holstein cattle population. g.16024A>G was also genotyped and included in the analysis because it has been reported to be associated with fatty acid composition in Japanese Black cattle. In the result of analysis of variance, g.841G>C showed stronger effects on fatty acid percentage than those of g.16024A>G in all populations. These results suggested that g.841G>C would be a responsible mutation for fatty acid composition and contribute to production of high‐grade beef as a selection marker in beef cattle.     

山羊脂肪酸合酶基因(FASN)启动子结构与功能的初步分析

本研究旨在对山羊脂肪酸合酶基因(Fatty acid synthase,FASN)启动子进行结构与功能的初步分析,进而对其转录调控机制进行探讨。采用PCR技术从西农萨能羊基因组DNA中克隆FASN基因启动子,通过缺失分析,构建7个包含不同缺失片段的荧光素酶报告基因载体,转染山羊乳腺上皮细胞和MCF-7细胞,利用双荧光素酶系统检测不同片段的启动活性。结果表明,克隆得到FASN基因的启动调控序列2 589bp,生物信息学分析发现,该启动子序列含有典型的启动转录元件TATA-box和E-box,分别位于转录起始位点(+1)上游-41和-74bp处。报告基因分析表明,启动子核心区域定位在-293～-79bp,在线软件预测发现,该区域含有Sp1、NF-Y、USF和SREBP等转录因子结合位点。结果显示,FASN基因启动子前端存在负调控元件,Sp1、NF-Y、USF和SREBP等转录因子可能参与FASN基因的转录调控。     

中国荷斯坦牛FASN基因部分序列PCR-SSCP多态性与泌乳性状的相关性

【目的】研究奶牛脂肪酸合成酶(Fatty acid synthase,FASN)基因多态性对产奶量和乳成分的影响,为中国荷斯坦牛的优化育种提供相应的分子遗传学依据。【方法】以464头中国荷斯坦牛为研究材料,参照奶牛生产性能测定(Dairy herd improvement,DHI)方法采集产奶量和乳成分数据;采集试验牛血样,提取DNA,PCR扩增FASN基因,用单链构象多态性(Single-strand conformation polymorphism,SSCP)技术并结合测序确定基因型;用最小二乘法进行基因多态性与泌乳性状的关联性分析。【结果】FASN基因外显子34存在2个等位基因、2种基因型,A、B等位基因频率分别为0.813 9和0.186 1,试验群体在这一位点上极显著偏离Hardy-Weinberg平衡状态(P<0.01),遗传杂合度(He)和多态信息含量(PIC)分别为0.372 3和0.257 0。测序结果显示,与普通黄牛FASN基因序列(GenBank登录号:AF285607)相比,B等位基因在第16 024和16 039位核苷酸处分别发生了A→G和C→T碱基突变,其中A→G突变导致苏氨酸变成丙氨酸,C→T突变导致精氨酸变为色氨酸;A等位基因与AF285607序列相同。最小二乘法分析表明,AA型个体305d乳脂量显著高于AB型个体(P<0.05),等位基因A为高乳脂量优势基因。【结论】FASN基因外显子34突变位点可作为高乳脂的分子遗传标记应用于中国荷斯坦牛的标记辅助选择育种中。     

过瘤胃不饱和脂肪对安格斯肉牛生长性能、血清指标及相关基因表达的影响

本试验旨在研究过瘤胃不饱和脂肪对安格斯肉牛生长性能、血清指标及相关基因表达的影响。选用24头平均体重(447.78±2.53)kg、15~17月龄安格斯去势公牛,随机分为4组,每组6头。1、2、3和4组分别饲喂含有0、2.0%、4.0%和6.0%过瘤胃不饱和脂肪的试验饲粮。试验期77 d,其中预试期10 d,正试期67 d,正试期分为前期(27 d)和后期(40 d)2个阶段。结果表明:1)试验前期,4组的平均日增重显著高于1和2组(P<0.05),1组的料重比显著高于4组(P<0.05)。试验前期、后期和全期,各组之间平均日采食量差异不显著(P>0.05)。2)试验前期和后期,2和3组的血清胰岛素(INS)含量显著高于1组(P<0.05),2、3和4组的血清胰高血糖素(GC)含量显著高于1组(P<0.05)。试验前期,3组的血清生长激素(GH)含量显著低于1组(P<0.05);试验后期,2、3和4组的血清GH含量显著低于1组(P<0.05)。3)试验前期和后期,各组之间血清甘油三酯脂肪酶(ATGL)、肉碱棕榈酰转移酶-Ⅰ(CPT-Ⅰ)和乙酰辅酶A羧化酶(AACase)活性没有显著差异(P>0.05)。4)试验前期和后期,各组之间血清葡萄糖(GLU)、甘油三酯(TG)、白蛋白(ALB)和总胆固醇(TCHO)含量及谷丙转氨酶(ALT)活性均无显著差异(P>0.05)。试验前期,4组的血清总蛋白(TP)含量显著高于1组(P<0.05),2、3和4组的血清丙二醛(MDA)含量显著低于1组(P<0.05),2、3和4组的血清谷草转氨酶(AST)活性显著高于1组(P<0.05);试验后期,3和4组的血清MDA含量显著低于1组(P<0.05),2和3组的血清AST活性显著高于1组(P<0.05)。5)4组的背最长肌中过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)的基因表达量显著高于1组(P<0.05)。由此可见,饲粮中添加过瘤胃不饱和脂肪对试验全期的平均日增重、平均采食量和料重比没有显著影响,对血清ATGL、CPT-Ⅰ和AACase的活性没有显著影响,提高了血清GC和INS含量,促进了背最长肌PPARγ的基因表达。综合以上结果,本试验条件下,饲粮过瘤胃不饱和脂肪适宜添加量为4.0%。