牛科物种FEZF2基因分子特征、功能预测及进化分析

【目的】揭示牛科物种FEZF2基因的功能及其差异。【方法】从NCBI和Ensembl数据库下载牛科主要家畜FEZF2基因序列及用于比较的非牛科物种的同源序列,采用生物信息学和比较基因组学方法对牛科家畜FEZF2基因的结构、编码蛋白的理化特征、氨基酸组成、基序和保守结构域、高级结构、参与的生物学路径、分子功能及进化关系进行比较分析。【结果】牛科动物间FEZF2基因转录区的结构存在差异,表现为非翻译区和内含子的序列长度不一致,但它们的编码序列(coding sequence,CDS)结构模式一致,与非牛科动物的CDS结构具有共线性关系。牛科动物FEZF2蛋白都是在核内发挥生物学功能的亲水性蛋白,无信号肽序列及跨膜结构域,都含有1个COG5048保守的锌指结构域。预测显示:FEZF2蛋白参与的生物学过程主要与神经元发育调节有关,分子功能主要是与染色质结合、转录激活或抑制有关。牛科与非牛科哺乳动物的FEZF2序列都存在1个连续的甘氨酸序列重复区,水牛、牦牛、绵羊和山羊均为13G型,但普通牛和瘤牛存在12G和13G两个等位基因。各牛科物种FEZF2蛋白在氨基酸组成、序列一致性、理化特征、基序、结构域和高级结构上存在相似性,但在牛科的不同属间存在一定差异。系统发育分析显示:牛科同属动物的FEZF2蛋白遗传关系较近。【结论】本研究揭示牛科家畜间FEZF2基因CDS的结构模式高度一致;FEZF2作为核内功能蛋白可能参与了牛科物种的神经元发育和机体免疫等过程的基因表达调控。

德宏奶水牛PRL基因克隆、分子特征及组织差异表达分析

【目的】分离鉴定德宏奶水牛催乳素(prolactin,PRL)基因,并分析其分子特征和组织mRNA表达差异。【方法】采用PCR技术对德宏奶水牛PRL基因完整编码序列(CDS)进行分离鉴定,并利用生物信息学方法和半定量RT-PCR技术分别对水牛PRL进行分子特征以及泌乳期和非泌乳期的组织差异表达分析。【结果】水牛PRL基因CDS长690 bp,编码229个氨基酸。水牛PRL蛋白为亲水性分泌蛋白,无跨膜结构域,含有1个信号肽序列(AA1~30)、5种功能修饰位点和1个prolactin_like结构域(AA32~229),且参与了JAK-STAT和PI3K-AKT-mTOR信号通路。PRL的转录区结构及其编码蛋白的结构和保守结构域在牛科物种中高度相似。水牛PRL基因在所检测的11个组织中均有表达,其中,在乳腺中的表达量呈泌乳期极显著高于非泌乳期(P<0.001)。【结论】水牛PRL与其他牛科物种的PRL功能一致。PRL参与JAK-STAT和PI3K-AKT-mTOR乳蛋白合成信号通路,且水牛PRL在乳腺和肺脏等多种组织中均发挥功能,推测其参与水牛乳蛋白和乳脂合成。