ASIP和MC1R基因的研究进展

黑色素,包括真黑素和褐黑素,是哺乳动物毛色形成的主要物质基础.黑色素细胞产生的真黑素和褐黑素的转化使得动物表现出不同的毛色类型.ASIP和MC1R是哺乳动物体内调控毛色的两个重要候选基因,ASIP的表达会引起褐黑素的产生,MC1R的表达会引起真黑素的产生,通过调节真黑素和褐黑素的比例来影响毛色.文章就ASIP和MC1R基因及其编码蛋白的结构、作用机制、多态性及其在不同组织中的差异性表达与毛色形成的关系作一简要概述,旨在更加全面地了解这两个基因在毛色形成中的作用机理.     

MC1R基因的研究进展

MC1R基因作为控制毛色的重要候选基因之一,不仅在黑色素合成过程中起着重要的调控作用,参与毛色的形成,还对人畜疾病、生长性状、行为有着不同程度的影响,因而引起相关学者的广泛关注。为加深对MC1R基因的认识和了解,作者对MC1R基因结构、功能、作用机理、基因的定位、多态性检测及其在人畜方面的研究进展进行综述,并提出新的设想。     

家兔MC4R和ASIP基因的多态性筛选及生物信息学分析

以比利时公兔分别与加利福尼亚母兔、新西兰母兔和中国白母兔杂交兔为试验对象,用磁珠法动物基因组抽提试剂盒(血液)提取DNA并构建三组杂交兔的DNA池,采用双向测序技术对兔MC4R和ASIP基因SNPs进行筛选,结果在MC4R基因中发现了5个多态性位点:exon1-T33G、exon1-C52T、exon1-A101G、exon1-C105T、exon1-A492G,在ASIP基因中发现了2个多态位点:exon2-A185G和intron2-G64A。其中exon1-T33G、exon1-C105T、exon1-A492G为同义突变,intron2-G64A在内含子上,exon1-C52T、exon1-A101G和exon2-A185G为错义突变,分别使编码氨基酸由精氨酸(Arg)变为苏氨酸(Thr),天冬氨酸(Asp)变为甘氨酸(Gly)和组氨酸(His)变为精氨酸(Arg)。通过生物信息学对兔MC4R和ASIP基因突变前后RNA二级结构、蛋白质的二级结构和蛋白质的三级结构进行预测,其结果都有差异。     

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。     

MC1R基因与朝鲜鹌鹑羽色关系的研究

黑素皮质素受体1(MC1R)又称促黑素细胞激素受体(MSH-R),由毛色扩展位点编码而成,对动物体色的形成起重要作用,本研究分析了MC1R基因突变与朝鲜鹌鹑羽色之间的关系。通过混合样品DNA测序方法寻找MC1R基因的突变位点,采用PCR-SSCP的方法对突变位点在4种羽色鹌鹑(栗羽、黄羽、白羽、黑羽)群体中的分布情况进行了研究,以揭示MC1R基因与鹌鹑羽色性状之间的关系。结果表明,在鹌鹑MC1R基因上存在一个A/G突变位点,导致编码蛋白发生Ile58Val突变,通过PCR-SSCP分析发现,该突变位点在4种羽色鹌鹑群体间没有显著差异(P>0.05)。本研究没有发现与日本鹌鹑报道相同的Glu92Lys突变位点,表明朝鲜鹌鹑的黑羽突变与报道的日本鹌鹑黑羽突变的机制不同,而且朝鲜鹌鹑的黑羽突变可能还与其它基因突变有关。     

畜禽羽色候选基因ASIP和TYRP1的研究进展

羽色是畜禽重要的品种特征之一,是一种易观察的表型性状。畜禽的羽色性状由许多基因控制,其中目前研究较多的主要有黑素皮质素受体1(MC1R)、刺鼠信号蛋白基因(ASIP)、黑素亲和素(MLPH)、溶质载体家族(SLC24A5、SLC45A2)、酪氨酸酶(TYR)家族(TYR、TYRP1、TYRP2)等,各基因间相互作用形成了不同的羽毛颜色。本文简要介绍黑色素的形成机理及研究概况,并对畜禽羽色相关基因ASIP和TYRP1的遗传机制及研究进展进行综述,以便为进一步研究畜禽羽色形成的分子遗传机制提供参考。     

贵州白水牛ASIP、MC1R和TYR基因多态及其与白毛性状的关联分析

ASIP、MC1R和TYR是与动物毛色性状相关的重要候选基因,为了探究ASIP、MC1R、TYR基因多态性及其与贵州白水牛白色被毛之间的关系。本研究以贵州白水牛（20头）和其他毛色水牛（60头）为试验材料,针对3个基因的外显子和部分非编码序列设计引物,利用DNA池作为模板进行扩增测序,对ASIP、MC1R和TYR基因多态性与贵州白水牛被毛之间的关系做了初步探讨。结果发现,在这3个基因中均没有发现特异性的插入/缺失突变,在贵州白水牛ASIP基因的启动子中发现了突变位点：Promoter-A147T和Promoter-A235G;在MC1R基因中筛选到1个错义突变exon1-T843C,TYR基因中筛选出2个错义突变exon1-G826A、exon5-T70C,以及1个同义突变exon3-A83G。这3个基因的SNP位点在扩大样本验证时发现不具有毛色特异性,研究初步表明,ASIP、MC1R、TYR基因的多态性位点不能解释贵州白水牛毛色的特殊变异,为以后对贵州白水牛的毛色的进一步研究奠定了基础。     

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。     

黑色素皮质素受体1(MC1R)基因与鸟类羽色

鸟类羽色的表型跟黑色素皮质素受体1位点有很大关系,即MCIR(Melanocortin Receptor1,MC1R)。其位点基因不同,羽色也有一定的差异。本文将对MCIR基因的定位、突变、作用机理等做出相关内容阐述,并对其研究方向提出相关意见。     

MC1R基因多态性与其肤色、胫色表型相关性的分析

利用引进的隐性白羽肉鸡和黑羽乌骨鸡的资源家系及由该亲本建立的资源家系群体,对MC1R基因的进行PCR-SSCP分析,分析其性状与基因型的相关性,并对检测到的基因型与肤色和胫色性状进行卡方独立性检验,结果表明:AA、BB和AB各基因型分布在不同肤色性状中差异显著(P<0.05);CC和CE基因型分布在不同活体胫色性状中差异显著(P<0.05)。     

牛MC1R基因——新的SNP

本实验克隆测序了中国荷斯坦牛、鲁西黄牛和渤海黑牛三个品种的MC1R基因。运用Blastn工具对本实验得到的序列及所有发表的牛MC1R基因序列进行比对分析，发现牛MC1R基因编码区725bp处存在一新的单核苷酸多态性（SNP）。基于此SNP我们对现发表的所有牛MC1R基因做了总结。     

乌骨绵羊MC1R基因多态性研究

酪氨酸酶(TYR)、酪氨酸酶相关蛋白1(TYRP1)和酪氨酸酶相关蛋白2(TYRP2)是动物黑色素生物合成过程的重要酶,黑素皮质素1受体(MC1R)一旦与配体α-促黑素细胞激素(α-MSH)结合,对TYR、TYRP1和TYRP2酶活性的表达水平均有重要影响,因此认为MC1R是黑素合成模式的控制点。本研究以MC1R基因为候选基因,对乌骨绵羊MC1R基因多态性进行了研究,希望揭示MC1R基因与乌骨绵羊乌质性状之间的关系。结果表明,乌骨绵羊MC1R基因存在2个多态位点,分别为A12G和G144C。翻译表明这2处突变都为同义突变,对应的氨基酸分别是丝氨酸(Ser)和亮氨酸(Leu)。PCR-RFLP分析发现绵羊MC1R存在2个等位基因,即MC1R*1和MC1R*2,对应11型、22型和12型3种基因型。乌骨绵羊和兰坪本地绵羊MC1R等位基因的频率差异不显著,而与罗姆尼羊差异显著,推测MC1R基因可能不是控制乌骨绵羊乌质性状的主效基因。     

中国羊驼种群MC1R基因的PCR-SSCP分析

探究黑素皮质素受体1(melanocortin 1-receptor,MC1R)基因型与羊驼毛色形成之间的关系,研究采用PCR-SSCP结合DNA测序方法,对60头羊驼个体(51头白色被毛,9头有色被毛)的MC1R基因的多态性进行检测,并分析了MC1R基因位点突变与羊驼不同毛色之间的相关性.结果表明,羊驼MC1R基因存在SSCP多态性,初步判定为AB和AA两种基因型,其中A基因的基因频率为55.0%,B基因的基因频率为45.0%,AB型的基因型频率为90.0%,AA型的基因型频率为10.0%,6个AA基因型均在有色被毛羊驼个体中检出;测序检测显示,AA型羊驼MC1R基因的第801号碱基发生突变,该碱基突变导致编码的氨基酸由异亮氨酸(I)突变为缬氨酸(V).     

银黑狐MC1R基因核心启动子区的鉴定

【目的】确定银黑狐黑素皮质激素受体1(melanocortin 1 receptor, MC1R)基因的核心启动子区,为探究该基因的表达调控机制提供理论依据。【方法】以银黑狐基因组DNA为模板,PCR扩增获得MC1R基因5′-UTR区序列,利用3个在线生物学软件综合预测MC1R基因启动子活性区;PCR扩增获得该基因5′-UTR区不同长度的缺失片段,并克隆至pMD19-T载体,将重组质粒转染至黑色素B16细胞中,利用双荧光素酶检测技术对10个缺失片段进行荧光素酶活性检测。【结果】成功获得银黑狐MC1R基因5′-UTR区序列,软件预测显示-596/+73 bp可能为启动子活性区。双荧光素酶活性检测发现,构建的10个缺失片段的荧光素酶表达载体均具有启动子活性,其中pGL3-MC1RP8(-520/+73 bp)有较强的活性,提示其为核心启动子区,与软件预测结果基本一致。【结论】试验确定了银黑狐MC1R基因的核心启动子区为―520/+73 bp,为深入研究该基因的毛色调控机制奠定了理论基础。     

比格犬MC3R和MC4R基因多态性与体重相关性的研究

犬体重是重要的经济性状,为探讨犬MC3R和MC4R基因多态性与犬体重性状的关系,本研究利用PCR-R FLP、AS-PCR方法对120只比格犬MC4R基因T101N位点,MC3R基因的A167T位点,G291A位点的不同基因型与体重的关系进行最小二乘分析、结果表明:对于MC4R基因NN基因型的比格犬体重显著高于其他2个基因型(P<0.05),而MC3R基因中TT和AA基因型的比格犬体重则显著高于其他2个基因型(P<0.05)。在MC4R基因型一致时,NNTT和NNAA基因型的犬体重显著高于其他合并基因型(P<0.01),NNTTAA合并基因型的犬体重最高,MMAAGG基因型犬体重最低。实验结果表明,MC3R和MC4R基因可以作为犬体型的候选基因,可筛选MC3R和MC4R合并基因型的犬用于培育不同体重的犬。     

MC3R和MC4R基因多态性位点与犬体型性状的关系

为了探讨犬MC3R和MC4R基因多态性与体质量等体型性状的关系,本研究利用PCR-RFLP、AS-PCR方法对已培育的北方实验用犬MC3R基因A167T,MC4R基因T101N多态性位点与体质量、体长、身高、胸围等体型指标的关系进行分析.结果显示,这2个多态性位点的基因型与犬的体质量、胸围和体质量指数(BMI)等呈显著性相关.另外,方差分析显示MC3R和MC4R合并基因型对体质量、胸围和体质量指数影响显著,MC3R和MC4R基因对体型性状的影响有协同作用.结果表明,MC3R、MC4R基因可以作为犬体型性状的候选基因,可选不同MC3R和MC4R合并基因型的犬用于培育小型或大型实验用犬.     

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。     

湘西黄牛毛色控制基因MC1R多态性研究

为了将毛色遗传标记作为湘西黄牛杂交组合选择、纯种鉴别、保种选育的科学理论依据,应用PCR-RFLP技术,研究了湘西黄牛黑素皮质素受体1(Melanocortin 1 Receptor,MC1R)基因对其黑毛色和红毛色表型的影响机制.结果表明:湘西黄牛中MC1R基因有三个等位基因 (ED 、E+、e );隐性的e基因在310处缺失一个碱基G 造成移码突变,在468处提前终止翻译,翻译出一个缩短了的失去功能的MC1R蛋白,表现或强或弱的红毛色;E+所对应的是野生型毛色,如黄色、灰色等;湘西黄牛中黄色个体优势等位基因为E,而红色个体优势等位基因为e,e相对E是隐性基因,只有在e等位基因纯合状态下,才表现为红色毛色; E+/e也表现为红色,可能湘西黄牛红色和黄色表型除了有MC1R基因控制外,还有其它基因参与作用.     

鸡MC3R基因多态性与体重和体组成性状的相关研究

研究将鸡黑素皮质素受体3(MC3R)基因作为影响鸡体重和体组成性状的候选基因,以东北农业大学肉鸡高、低脂双向选择品系第六、七、八世代为研究对象,采用PCR-SSCP和测序方法检测了MC3R基因编码区的多态性位点,并分析了MC3R基因多态性对鸡体重的影响。结果在MC3R基因编码区发现了一个C273T单碱基突变,此多态性位点对第六世代和第八世代两个群体的7周龄体重和屠体重有显著影响。结果可为后续肉鸡体重性状的分子标记辅助选择提供理论依据。     

半番鸭MC1R基因SNP位点的发现和PCR-RFLP多态性分析

为了检测半番鸭MC1R基因的多态性,并分析其多态性与半番鸭羽色性状的相关性,以羽色表型极端的黑白羽半番鸭为研究对象,首先采用克隆测序的方法寻找MC1R基因编码区的SNP突变位点,结果发现MC1R.基因编码区存在7个SNP,其中同义突变A399G位点为限制性内酶切Hin61的识别位点.其次针对酶切位点,利用PCR-RFLP方法鉴定A399G位点的基因多态性,结果显示,白羽半番鸭存在AG和GG两种基因型,而黑羽半番鸭只表现出1种基因型AG.最后经卡方独立性检验分析,表明A399G位点的基因型与半番鸭羽色无显著相关(P＞0.05),这可能与该突变位点未引起蛋白质相应部位的氨基酸发生改变有关.基因型GG是否为白羽半番鸭特有,尚需加大样本进一步分析验证.