槟榔江水牛ACVR1基因分离鉴定及表达谱分析

【目的】ACVR1作为一些TGF-β超家族成员信号通路的I型受体之一,在器官形成和细胞分化及卵泡形成等调控事件中扮演重要角色。迄今,有关ACVR1基因的研究主要集中在人上,有关水牛ACVR1基因的研究尚未见报道。【方法】采用RT-PCR测序法对槟榔江水牛ACVR1基因的编码区序列进行了分离鉴定,进一步对之进行了功能生物信息学和表达谱分析。【结果】水牛ACVR1基因编码区全长1 530 bp,编码1个由509个氨基酸残基构成的多肽。水牛ACVR1为弱亲水性蛋白,含有1个信号肽和跨膜区,定位在质膜上;该蛋白含有Activin_recp、TGF_beta_GS和STKc_ACVR1_ALK1三个保守结构域,其二级结构、三维结构与人的ACVR1极为相似。水牛的ACVR1与普通牛、野牦牛、人和猪等8个物种的ACVR1氨基酸序列间一致性99%。在所检测的水牛9个组织中,ACVR1基因在肝脏、脾脏、肾、瘤胃、卵巢、子宫和睾丸中均表达,其中在卵巢和子宫中表达水平最高。【结论】水牛的ACVR1与其他物种的ACVR1具有相近的氨基酸组成和结构特征,其作为BMP、AMH信号通路的I型共享受体,可能参与了水牛的细胞分化及卵泡形成等调控事件。     

水牛FASN基因外显子37多态性及其生物信息学分析

[目的]脂肪酸合成酶(Fatty acid synthase,FASN)是影响哺乳动物脂肪酸合成的关键酶,但有关水牛FASN基因的群体遗传组成特征还不清楚。[方法]本研究采用PCR产物直接测序法和PCR-SSCP方法对88头河流型和122头沼泽型水牛、54头牦牛和40头大额牛FASN基因外显子37进行群体变异检测,并结合已发表的牛科物种序列进行生物信息学分析。[结果]结果表明,仅在水牛中发现2个SNP位点,为c.6363CT和c.6372CT,均为同义替换。河流型和沼泽型水牛共享这2个SNP位点,但它们在两类水牛中的群体遗传组成不同。确定水牛特有的核苷酸位点3个,即c.6183A,c.6255T和c.6394A,其中c.6394A导致水牛FASN蛋白第2132位氨基酸与其它牛科物种不同,在水牛中为M而其它牛科物种中为V;山羊特有的位点2个,为c.6189A和c.6267T。普通牛、山羊和绵羊中具有异义替换SNP位点,分别为1个、3个和7个。普通牛的异义替换SNP位点c.6365GA对蛋白质功能影响不显著(subPSEC-3);山羊的这些异义替换SNP位点c.6296TC、c.6301CT和c.6341TC对其蛋白质功能影响均有显著影响(subPSEC-3);绵羊7个异义替换SNP位点中的2个,即c.6286AC和c.6406AG对FASN功能有显著影响(subPSEC-3)。[结论]这些核苷酸差异引起的氨基酸差异可能引起不同牛科物种间FASN功能的差异。     

槟榔江水牛BMP4基因分离鉴定、组织表达及生物信息学分析

BMP4基因在小鼠、人类及普通牛的胚胎发育、卵泡发生发育和精子形成过程中发挥重要作用,但在水牛上的研究尚未见报道。旨在探究水牛BMP4基因序列及组织表达特征,以揭示其功能。根据NCBI数据库普通牛BMP4序列设计引物,分离鉴定了槟榔江水牛BMP4编码区全长序列(KF312880)。随后采用生物学软件和半定量RT-PCR技术对水牛BMP4进行了分子特征和组织表达差异分析。水牛BMP4编码区长度与其他牛科物种的相同,全长1 230 bp,编码409个氨基酸。水牛BMP4蛋白为亲水性蛋白,含有1个信号肽序列(AA 1-24)和6种功能活性位点,无跨膜结构域,属胞外分泌蛋白,具有TGF-beta前导肽(AA 39-276)和TGF-beta超家族(AA 309-409)结构域。在BMP4氨基酸序列上,水牛与普通牛、野牦牛、人、马等10个物种的一致性≥97%。在所检测的11个组织中,BMP4仅在水牛子宫、卵巢和睾丸中表达,且在睾丸组织中表达水平最高。揭示水牛与普通牛的BMP4结构相似,功能相近,推测BMP4基因在水牛胚胎发育和生殖细胞成熟过程中发挥作用。