MC4R基因研究进展

黑素皮质素受体-4(melanocortin-4 receptor,MC4R)是下丘脑腹内侧核分泌的一类肽类物质,为黑素皮质素受体家族5个亚型(MC1-5R)之一。在哺乳动物中,MC4R具有介导瘦蛋白(leptin)的功能,是一个调节能量平衡与能量动态平衡的重要信号分子,可与其内源性配体黑素皮质素激素(melanocortin,MC)或刺鼠色蛋白(agouti protein,agouti蛋白)和agouti相关蛋白(agouti related protein,AGRP)相结合,从而在控制食欲和体重稳态中起关键作用。因此,MC4R在人类肥胖研究中作为重要的调节因子倍受关注。最近有研究表明:MC4R的1232位点的G→A的突变与绵羊背膘厚度间存在关联,AG和AA型较GG型具有较高的背膘厚度。     

三黄鸡ST3Gal6基因的半定量RT-PCR及生物信息学分析

本研究旨在对三黄鸡ST3Gal6基因进行组织表达谱和生物信息学分析。参考三黄鸡ST3Gal6基因序列设计引物,采用PCR技术克隆三黄鸡ST3Gal6基因序列,并利用半定量RT-PCR进行组织表达谱分析;同时对其进行生物信息学分析。结果表明,克隆的三黄鸡ST3Gal6基因全长1169 bp,含有1059 bp的完整CDS编码区,编码352个氨基酸。其CDS编码区的核苷酸序列与人、黑猩猩、牛、大鼠、蟾ST3Gal6基因对应序列的同源性分别为62%、62%、61.9%、59%、54.4%。组织表达谱分析表明,ST3Gal6基因在各组织均不同程度地表达,其中在大脑表达量很高,肺脏中最低。生物信息学预测ST3Gal6蛋白结构发现,三黄鸡的ST3Gal6蛋白存在2个跨膜螺旋结构域,同时预测ST3Gal6存在22个磷酸化位点和1个特异性蛋白激酶磷酸化位点。     

奶牛MC4R基因真核表达载体的构建及其表达定位

奶牛黑素皮质素受体-4(MC4R)基因作为G蛋白偶联受体,是关系经济性状的重要候选基因。本研究从牛基因组中克隆得到MC4R基因的编码序列,将克隆片段与pc DNA3.1真核表达载体进行KpnⅠ和EcoRⅠ双酶切,连接形成重组表达载体,将载体瞬时转染到L02肝脏细胞,采用免疫荧光对细胞进行标记,通过激光共聚焦显微镜观察荧光活性,结果发现克隆的MC4R基因序列长度大约1 000 bp,成功构建真核表达载体MC4R-3.1,将载体转染肝脏细胞后Western blot检测蛋白表达,经过激光共聚焦观察荧光后发现MC4R蛋白的绿色荧光在细胞膜上有正常表达,可为进一步研究MC4R受体基因功能提供参考。     

猪MC4R基因Asp298Asn位点多态性及其与生长性状的关联

采用PCR-RFLPs方法对杜洛克、长白、大白3个品种共569头种猪的黑素皮质素受体-4(melanocortin-4 receptor,MC4R)基因的Asp298Asn位点多态性进行检测,分析了不同基因型对7个生长性状的影响。结果表明:3个品种均以GA基因型频率最高,大白猪等位基因A的频率高于G,杜洛克和长白则相反;在杜洛克中,GA基因型个体达100 kg体重日龄最短(P0.05),50~100 kg阶段的日增重最大(P0.05),100 kg活体背膘厚最薄(P0.05);在大白猪中,AA基因型个体达50 kg体重日龄、达100 kg体重日龄最短(P0.01),50~100 kg、30~100 kg阶段的日增重提高(P0.01),100 kg活体背膘厚最薄(P0.05);长白猪不同基因型在所有性状上的差异均不显著(P0.05)。研究结果进一步证实MC4R基因Asp298Asn位点确实与某些品种猪的生长性状显著关联,但在不同品种中,该位点的具体效应可能有所不同。     

转猪MC4R基因小鼠模型的建立与检测

为了进一步探讨黑素皮质素4受体(melanocortin-4 receptor,MC4R)基因对动物采食量和生长性能的影响,本研究利用基因重组和显微注射的方法建立了转猪MC4R基因的小鼠模型。采用PCR扩增、克隆测序的方法对每代转基因小鼠进行阳性鉴定,然后采用常规测定方法对F3代转基因阳性鼠与同期阴性对照鼠的体重和采食量进行了测定。结果显示:成功构建了转猪MC4R基因小鼠模型,阳性鼠与阴性鼠相比,体重和采食量均略有增加,但未达到显著水平(P>0.05)。据此推测体内超表达MC4R基因并不能像敲除掉该基因一样显著地改变机体性能。     

黑素皮质素受体4(MC4R)基因多态性与动物生长性能的相关性研究

黑素皮质素受体4(Melanocortin 4 receptor,MC4R)是G蛋白偶联受体(G Protein coupled receptors,GPCRs)超家族的一个成员,在动物的体重、能量稳态和采食量的调控中具有重要作用。综述了MC4R基因的结构与定位、生物学功能以及MC4R基因与动物生长性能的相关性研究进展。     

黑素皮质素受体1（MC1R）基因的研究进展

黑素皮质素受体1(melanocortin 1 receptor,MC1R)基因,也称为促黑素细胞激素受体(MSHR)基因,是由扩散位点(extension locus,E) 编码的,是控制动物黑色素合成的重要基因。作者对MC1R基因结构功能、作用机理、基因的定位与多态性检测进行了综述。     

三黄鸡ST6基因的半定量RT-PCR分析

本研究旨在对三黄鸡ST6 (ST6Gal Ⅰ和ST6GalⅡ)基因进行组织表达谱分析.参考鸡ST6Gal Ⅰ和ST6GalⅡ基因序列设计引物,利用半定量RT-PCR进行了组织表达谱分析.结果表明,ST6Gal Ⅰ和ST6GalⅡ基因在各组织均有不同程度的表达,其中ST6Gal Ⅰ在心脏中表达最高,脑中最低;ST6GalⅡ在胸腺中表达最高,在肝脏中表达最低.ST6Gal Ⅰ在各组织中的表达比其相应组织中ST6GalⅡ的表达要低.     

新民猪RYR1和MC4R基因的多态性检测分析

为了调查兰尼定1型受体(RYR1)基因和黑素皮质素受体4(MC4R)基因[其目前公认的数量性状基因座(QTN)]在新组建的民猪群体内的分布情况,试验采用PCR-RFLP的方法,对黑龙江省农业科学院畜牧研究所收集整理的23头民猪的RYR1基因和MC4R基因进行检测,并与其他已报道的猪种进行比较。结果表明:RYR1基因的N等位基因频率为86.96%,n等位基因频率为13.04%;MC4R的A等位基因频率为76.19%,G等位基因频率为23.81%,与其他猪种相比,n等位基因频率偏高。     

罗威纳杂交犬MC4R基因多态性与体重体尺的相关性研究

为了探讨黑素皮质素受体4(melanoeortin receptor-4,MC4R)基因多态性对罗威纳杂交犬生长性状的影响,以罗威纳杂交犬混合DNA为模板,对MC4R基因进行PCR扩增,扩增产物直接测序筛选多态性位点。结果发现3个碱基颠换,分别是154 bp处T/C、755 bp处G/T及895 bp处T/C颠换,其中895 bp处T/C颠换存在于ApaⅠ酶切位点内,以此建立了基于ApaⅠ的PCR-RFLP检测方法,并对67只罗威纳杂交犬进行检测分析。结果表明,在受检罗威纳杂交犬中检测到AA(0.104)、AB(0.493)和BB(0.403)3种基因型,AB基因型体重显著高于BB基因型,AA、AB基因型胸围极显著高于BB基因型。可以考虑将MC4R基因作为犬体重、体尺性状选择的候选基因。     

Cloning,Bioinformatics and Expression Pattern Analysis of Buffalo MC1R Gene

The aim of this study was to clone and analyze the expression pattern of buffalo MC1R gene.A pair of specific primers was designed according bovine MC1R sequence (GenBank accession No.:JN123363.1),with genome DNA of swamp buffalo,White swamp buffalo,Murrah buffalo and Yellow cattle as template,MC1R was amplified by PCR.Then relative expression level of MC1R gene of swamp buffalo,White swamp buffalo,Murrah buffalo and Yellow cattle was analyzed using QRT-PCR,and protein expression was detected by Western blotting method.The results showed that the 954 bp coding region of buffalo MC1R gene was successfully cloned and sequenced,which code for 317 amino acids.The MC1R gene nucleotide sequences and amino acid sequences of swamp buffalo,White swamp buffalo,Murrah buffalo and Yellow cattle were highly conserved.Five polymorphic sites were found between White swamp buffalo and swamp buffalo of MC1R gene,including 476 T→C,618 G→C,881 G→A,930 G→A and 931 A→G,which caused three nonsynonymous mutation sites of Phe159Ser,Glu310Ala and Asp294Ala.The QRT-PCR result showed that relative expressions of MC1R gene of Murrah buffalo,swamp buffalo and Yellow cattle were significant higher than that of White swamp buffalo (P<0.05).The Western blotting results revealed that MC1R protein expression level in swamp buffalo was higher than that of White swamp buffalo.In conclusion,there were amino acids mutation in White swamp buffalo MC1R gene,and MC1R gene relative expression of White swamp buffalo was lower than that of other buffalo,which was the main reason of lacking of melanin production in White swamp buffalo.     

水牛黑色素皮质素1受体基因克隆、生物信息学分析及表达模式研究

本试验旨在对水牛黑色素皮质素1受体(MC1R)基因进行克隆、生物信息学分析及表达模式研究。参考牛MC1R基因(GenBank登录号:JN123363.1)序列设计引物,以本地沼泽水牛、白沼泽水牛、摩拉水牛和黄牛基因组DNA为模板,应用PCR方法扩增克隆MC1R基因片段并进行测序分析。运用QRT-PCR方法检测摩拉水牛、沼泽水牛、白沼泽水牛和黄牛皮肤组织中MC1R基因的表达模式,并通过Western blotting方法检测沼泽水牛和白沼泽水牛MC1R基因的蛋白表达差异。结果表明,应用PCR方法成功克隆了水牛MC1R基因,其编码区全长954 bp,共编码317个氨基酸。测序分析后发现沼泽水牛、白沼泽水牛、摩拉水牛和黄牛MC1R基因的核苷酸序列和氨基酸序列相似性很高。沼泽水牛与白沼泽水牛在476、618、881、930和931 bp位点上分别发生T→C、G→C、G→A、G→A和A→G突变,导致了沼泽水牛和白沼泽水牛第159位氨基酸由丝氨酸变成苯丙氨酸,第310位氨基酸由谷氨酸变成丙氨酸,第294位氨基酸由天冬氨酸变成丙氨酸,发生了非同义突变。QRT-PCR结果发现,MC1R基因在摩拉水牛、沼泽水牛和黄牛皮肤组织中的相对表达量均显著高于白沼泽水牛(P<0.05);Western blotting分析结果显示,沼泽水牛皮肤组织中MC1R蛋白的表达量高于白沼泽水牛。综上所述,白沼泽水牛MC1R基因的编码区发生氨基酸位点突变,且相对表达量和蛋白表达量均低于沼泽水牛,推测此为白沼泽水牛体内合成的黑色素缺失而导致毛色白化的主因。     

陆川猪黑皮质激素受体4基因克隆及序列分析

试验旨在对陆川猪黑皮质激素受体4（melanocortin-4 receptor,MC4R）基因进行克隆及相关信息学分析。通过提取陆川猪背最长肌总RNA,采用RT-PCR、克隆等方法获得含目的基因MC4R的质粒pMD18-T-MC4R,经菌落PCR和测序鉴定正确后,应用相关生物信息学软件对陆川猪MC4R基因的理化性质、蛋白质的结构、修饰结构和亚细胞定位等进行预测分析。结果表明,MC4R基因CDS区长999 bp,编码332个氨基酸,与NCBI上公布的野猪MC4R基因序列中的CDS区存在4个碱基差异,其中175和906 bp处为同义突变,110和278 bp处为错义突变,分别引起第37位谷氨酸变为甘氨酸和第93位缬氨酸变为丙氨酸。同源性比对结果发现,MC4R基因在不同物种及进化的过程中具有较高的保守性。陆川猪MC4R蛋白有明显的疏水区域,不存在信号肽,但有7个跨膜结构域,其编码蛋白的二级结构元件有α-螺旋、延伸链、β-转角和无规则卷曲。修饰结构预测表明,MC4R蛋白存在多处N糖基化位点,但无O糖基化位点,可能主要分布于内质网和囊泡。本研究成功克隆了陆川猪MC4R基因,为更好地开发利用地方品种陆川猪及其繁育奠定理论基础。     

吐鲁番黑羊MC1R基因序列分析研究

为研究黑皮质素受体1（MC1R）基因对吐鲁番黑山羊毛色的影响,试验采用PCR扩增和测序技术,对吐鲁番黑羊MC1R基因编码区核苷酸序列及其与毛色的相关性进行了研究。结果表明：MC1R基因编码区核苷酸序列954 bp,编码317个氨基酸,编码区存在2个错义突变（c.218 T〉A,p.73 Met〉Lys;c.361 G〉A,p.121 Asp〉Asn）和3个同义突变（c.429 C〉T,p.143 Tyr〉Tyr;c.600 T〉G,p.200 Leu〉Leu;c.735 C〉T,p.245 Ile〉Ile）。SNPs分析表明,单倍型AATGT数量占62%。初步认为MC1R基因可以作为吐鲁番黑羊黑色被毛调控的候选基因。     

绵羊NYD-SP27基因的原核表达及生物信息学分析

本研究旨在对绵羊NYD-SP27基因进行克隆和原核表达,并对其表达的蛋白进行生物信息学分析。根据GenBank中绵羊NYD-SP27基因序列（登录号：KX905090）设计1对特异性引物,通过PCR方法扩增目的基因片段,构建pET-22b（+）-NYDSP27重组质粒并转化E.coli DH5α感受态细胞,提质粒进行双酶切鉴定,将鉴定正确的pET-22b（+）-NYDSP27重组质粒转化E.coli BL21（DE3）感受态细胞,经IPTG诱导表达,对融合蛋白进行SDS-PAGE及Western blotting鉴定,并利用生物信息学方法对NYD-SP27基因编码的氨基酸序列进行分析。结果显示,试验成功扩增出大小为1 617 bp的NYD-SP27基因片段,并经NdeⅠ和Xho Ⅰ双酶切获得大小为5 400和1 617 bp的两条片段,表明成功构建了pET-22b（+）-NYDSP27重组质粒,诱导表达重组蛋白大小约60 ku,主要以包涵体的形式存在。NYD-SP27蛋白分子式为C₂₇₉₈H₄₃₁₉N₇₃₇O₈₁₉S₁₉,原子总数为6 892,理论等电点（pI）为6.16,为酸性蛋白,不稳定系数为46.96,属于不稳定蛋白,总平均亲水性为-0.403。该蛋白无跨膜结构,无信号肽,含有45个潜在的磷酸化位点和24个抗原表位;NYD-SP27蛋白二级结构中的α-螺旋、β-折叠、延伸链和无规则卷曲分别占26.21%、3.90%、18.03%和51.86%。本试验结果可为深入研究绵羊NYD-SP27蛋白的作用机理提供理论依据。     

绵羊miR-150靶基因预测及生物信息学分析

为探究miR-150在绵羊卵巢中的调控机制,本研究利用生物信息学方法对miR-150进行靶基因预测与分析。通过miRBase数据库获取miR-150成熟序列,进行序列比对和保守性分析;利用Ensemble数据库搜索miR-150前体序列,并利用PROMO在线软件对其上游2 000 bp的启动子区进行转录因子结合位点预测;通过TargetScan和miRwalk在线软件预测并取靶基因的交集,采用DAVID和KOBAS在线软件对预测靶基因进行GO功能和KEGG通路富集分析;利用Networkanalyst在线软件对靶基因进行功能性蛋白的互作分析,绘制miR-150靶基因参与的调控网络;利用YM500V2在线软件分析miR-150靶基因在不同组织和疾病中的差异表达水平。结果显示,miR-150成熟序列在不同物种间具有高度保守性;miR-150启动子区存在p53、ID1、FOXO4等转录因子结合位点。GO功能分析结果显示,主要富集在RNA聚合酶Ⅱ启动子转录的正调控等生物过程,锌离子结合、DNA结合、转录DNA模板等分子功能,以及核、核质、胞质、胞质核周区域等细胞组分。KEGG通路富集结果显示,主要富集在癌症通路、癌症中蛋白聚糖、人乳头瘤病毒感染、乳腺癌、调节干细胞多能性等信号通路。miR-150靶基因互作分析发现,靶基因PIK3R1、PIK3CB、CTNNB1与其他蛋白存在较多靶向关系,参与了雌激素信号通路、细胞衰老、磷脂酰肌醇信号系统、TGF-β等通路。根据YM500V2在线软件分析miR-150在不同组织和疾病中的表达发现,在血液中表达水平最高,在卵巢、胰腺、淋巴和皮肤中表达水平相对较高,在脑和肾上腺皮质中表达水平很低或不表达。通过对绵羊miR-150靶基因的生物信息学分析,为其功能和调控机制研究提供参考依据,为绵羊miR-150在卵巢发育中的调控机制奠定基础。     

哈萨克羊INHβA基因克隆及生物信息学分析

试验旨在克隆哈萨克羊抑制素βA （inhibin beta A,INHβA）基因序列,并探究其序列特征及编码蛋白的结构和功能。根据GenBank中绵羊INHβA基因序列（登录号：NM_001009458.1）设计1对特异性引物,通过RT-PCR方法对哈萨克羊INHβA基因进行扩增,将获得的INHβA基因片段插入到pMD19-T载体中进行克隆测序,并结合生物信息学方法预测和分析其核苷酸序列、氨基酸序列、蛋白跨膜、蛋白修饰位点及二级结构、三级结构模型等。结果显示,哈萨克羊INHβA基因长1 278 bp,编码425个氨基酸。哈萨克羊INHβA基因与绵羊、牛、野猪、小鼠、人、大鼠、猫、兔、马的同源性分别为98.6%、97.7%、90.4%、87.9%、91.1%、88.2%、91.8%、89.8%和91.8%,表明INHβA基因在不同物种之间具有较高的保守性。INHβA蛋白分子式为C₂₀₇₂H₃₃₂₅N₆₀₃O₆₂₈S₂₆,分子质量为47.57 ku,理论等电点（pI）为7.87,不稳定系数为66.16,脂溶指数为78.47,亲水值为-0.507。INHβA是一种碱性不稳定的亲水性脂溶性蛋白,没有跨膜结构,含有信号肽。二级结构预测显示,INHβA蛋白α-螺旋、β-转角、无规则卷曲、延伸链分别占22.59%、4.47%、54.12%和18.82%。三级结构预测显示,INHβA蛋白以α-螺旋为主,是含有8种蛋白修饰位点的β-桶状蛋白。本试验结果为深入研究哈萨克羊INHβA蛋白功能及探讨INHβA基因对提高哈萨克羊繁殖力的影响提供参考数据。