高、低脂鸡脂肪组织ATGL基因的表达及其激素调控的差异分析

为研究脂肪甘油三酯脂肪酶（ATGL）在鸡脂肪沉积中的作用，并分析肾上腺素和胰高血糖素对高、低脂鸡脂肪组织和脂肪细胞ATGL基因表达的影响，本研究利用半定量RT-PCR分析鸡ATGL基因的组织表达谱；利用Real-timeRT-PCR分析ATGL基因及其活化因子Comparative gene identification-58（CGI-58）基因在1～7周龄东北农业大学肉鸡高、低腹脂双向选择品系（NEAUHLF）第16世代鸡群脂肪组织中的表达差异，以及肾上腺素和胰高血糖素对高、低脂系肉鸡脂肪组织和脂肪细胞ATGL基因表达的影响。结果显示，ATGL基因在鸡腹部脂肪、皮下脂肪、嗉囊周围脂肪、肌胃周围脂肪、肾脏及肝脏中表达量较高；低脂系肉鸡腹部脂肪组织ATGL和CGI-58基因的表达总体均高于高脂系鸡，且均在第2周龄达到显著性差异（P％0．05）；肾上腺素和胰高血糖素都能够上调高脂系鸡脂肪组织和脂肪细胞ATGL基因的表达，并促进机体的脂肪分解，暗示高脂系鸡对2种激素的刺激相对敏感。本研究结果为揭示高、低脂肉鸡脂肪性状差异的原因以及ATGL在鸡脂肪沉积中的作用奠定了基础。

鸡pATGL基因的电子克隆及比较基因组分析

利用生物信息学和比较基因组学方法对鸡pATGL(predicted adipose triglyceride lipase)基因的结构、表达和功能进行了分析,结果表明:(1)电子克隆获得的鸡pATGL基因cDNA全长1 788 bp,包括1 452 bp的编码区和5′UTR(70 bp)、3′UTR(266 bp),编码合成483个氨基酸的多肽;(2)鸡pATGL基因全长在30 kb以上,包含9个外显子和8个内含子,其中内含子1(约20 kb)远远长于其他区域;(3)鸡pATGL蛋白的相对分子质量为53 600,不含信号肽,具有GXSXG(氨基乙酸-X-丝氨酸-X-氨基乙酸)脂肪酶活性结构和Patatin结构域,可能存在5个N端朝内的跨膜螺旋结构;(4)基于cDNA及EST数据库的检索显示,鸡pATGL基因在腹脂、胸腺、黏液囊、脾、骨髓、垂体、下丘脑和松果腺、心脏、软骨组织、小脑、卵巢乃至胚胎等组织中表达;(5)鸡pATGL基因与CD151、RPLP2位于5号染色体的紧密连锁群,这种连锁关系与人、小鼠以及狗紧密一致.

靶向猪ATGL基因的miRNA预测及鉴定

本试验旨在初步筛选出调控猪脂肪甘油三酯脂肪酶基因(ATGL)的miRNA。利用生物信息学分析预测10条靶向ATGL基因的猪miRNAs,然后通过装载含猪ATGL基因3′UTR序列来构建pMIR-Luc报告基因载体,以及通过装载含反向miRNA种子区对应的3′UTR序列来构建3个突变载体作为阴性对照,以pRL-TK载体作为内参,与候选miRNA模拟物共转染HEK 293T细胞,最终利用双荧光素酶报告基因法来检测荧光素酶活性。试验成功构建了含猪ATGL基因3′UTR序列的重组载体pMIR-ATGL-3′UTR,双荧光素酶报告基因试验显示sscmiR-769-3p、ssc-miR-1343、ssc-miR-7137-3p、ssc-miR-671-5p、ssc-miR-149能下调293T细胞中pMIR-ATGL-3′UTR的荧光素酶活性,而点突变试验证实了ssc-miR-1343与ssc-miR-7137-3p能通过与猪ATGL基因3′UTR上预测的种子区结合下调荧光素酶活性。结果表明,sc-miR-1343与ssc-miR-7137-3p通过靶向结合3′UTR对猪ATGL基因有下调作用。

不同物种ATGL基因部分序列的生物信息学分析

[目的]深入了解ATGL基因的遗传多样性以及不同物种ATGL基因间的分子系统进化关系。[方法]应用比较基因组学和生物信息学方法分析了8个物种ATGL基因的遗传多样性和分子系统进化。[结果]32条基因序列共检测到77个多态位点，发现12种单倍型。各物种间核苷酸歧异度和净遗传距离分别在0.005 48-0.197 37和0.004 39-0.197 37。分子系统进化树结果显示，人、猕猴、黑猩猩之间以及挪威鼠和家鼠之间的亲缘关系较近，而狗、牛与家鼠间的亲缘关系较远。人、家鼠和猪的非同义替换位点数明显高于同义替换位点数。各同源ATGL基因的有效密码子数和密码子偏爱指数分别在27.618-38.016和0.643-0.807。[结论]该结果为进一步研究AT-GL基因的生物学功能和确定动物脂肪沉积及肉质性状的候选分子标记提供了基础资料。

西藏牦牛ATGL基因克隆及生物信息学分析

为了研究西藏牦牛ATGL基因的理化特性及分子结构,试验采用PCR扩增和DNA测序技术以及生物信息学分析软件对西藏类乌齐牦牛ATGL基因进行克隆测序和生物信息学分析。结果表明:西藏类乌齐牦牛ATGL基因编码区全长为1 461 bp,可编码486个氨基酸,其中A、T、G、C碱基含量分别为17.2%、17.9%29.0%、35.9%,A+T为35.1%,G+C为64.9%;相对分子质量为53 417.9,理论等电点为6.83,在构成该蛋白所编码的氨基酸中亮氨酸(Leu)和脯氨酸(Pro)的含量最高,分别为13.4%和9.5%,总的带正电(Arg+Lys)和负电(Asp+Glu)残基分别为46和47;西藏类乌齐牦牛ATGL基因编码区核苷酸序列与普通牛、野猪、人、绵羊、山羊、绿头鸭、原鸡、小家鼠的核酸序列一致性分别为99.58%、87.52%、87.78%、96.26%、95.93%、67.63%、64.44%、82.65%;西藏类乌齐牦牛ATGL基因编码氨基酸序列与普通牛、野猪、人、绵羊、山羊、绿头鸭、原鸡、小家鼠的氨基酸序列一致性分别为99.79%、87.45%、87.66%、95.06%、96.09%、73.14%、69.56%、87.53%;ATGL蛋白为不稳定的跨膜蛋白,无信号肽;其二级结构主要以α-螺旋、β-折叠以及无规卷曲为主,其中94个氨基酸残基参与了16个α-螺旋的形成(占39.11%),35个氨基酸残基参与了9个β-折叠的形成;在三级结构中,其N端存在1个Patatin结构域。说明西藏牦牛ATGL基因在编码区序列存在明显的碱基偏倚性,在进化关系上ATGL基因无论核苷酸序列还是氨基酸序列都有较高的保守性。

香猪ATGL基因的克隆、验证及其在不同猪品种的编码区序列比较

ATGL基因是近年来发现的一个新基因,其表达产物脂肪甘油三酯脂肪酶(ATGL)被证明是催化三酰基甘油水解第一步反应的限速酶。本研究采用电子克隆和RT-PCR的方法克隆并验证了贵州小香猪ATGL基因的cD-NA序列。克隆的香猪ATGL基因其cDNA序列全长2 102 bp,其中编码区1 461 bp,编码486个氨基酸。通过测序分析发现,不同猪品种间ATGL基因的cDNA序列及预测的蛋白质序列高度保守。

甘肃鼢鼠甘油三酯脂酶基因(ATGL)CDS克隆及组织表达分析

以甘肃鼢鼠(Myospalax cansus)脂肪组织作为研究对象,采用PCR技术克隆鼢鼠ATGL基因,运用生物信息学方法分析序列特征、系统进化关系以及预测ATGL的理化性质与分子结构,利用qRT-PCR技术检测鼢鼠ATGL基因mRNA表达水平。结果表明,鼢鼠ATGL基因CDS序列全长1 461bp(GenBank登录号:KY030728),编码486个氨基酸。序列比对结果显示,鼢鼠ATGL基因序列与小鼹形鼠(Nannospalax galili)、中国仓鼠(Cricetullus griseus)、小鼠(Mus musculus)、大鼠(Rattus norvegicus)、人(Homo sapiens)、猪(Sus scrofa)、牛(Bos taurus)等物种相比均具有较高的相似性(81%以上)。多物种ATGL氨基酸序列的系统进化分析表明,鼢鼠ATGL与中国仓鼠、小鼠和大鼠的亲缘关系较近。ATGL分子结构预测发现,其N端含有1个Patatin结构域和具有酯酶活性的GASAG结构。组织表达分析结果显示,ATGL基因在被检测的8个组织中均有表达,表达量由高到低依次为棕色脂肪组织、皮下脂肪组织、肝脏、内脏脂肪组织、心脏、脾、肌肉和肾,且棕脂中ATGL的表达量显著高于其他组织(P<0.05)。研究获得了鼢鼠ATGL基因CDS全长及组织表达规律,表明棕脂对于鼢鼠野外生存具有重要意义,为进一步阐明鼢鼠适应地下生活的能量代谢方式提供理论依据。

鹅脂肪甘油三酯脂肪酶和长链脂酰辅酶A合成酶1基因表达差异及其对脂肪沉积和血清脂类代谢的调控

本试验旨在研究脂肪甘油三酯脂肪酶(ATGL)和长链脂酰辅酶A合成酶1(ACSL1)基因在鹅的不同组织器官中的表达差异,并探索2个基因表达对机体脂肪沉积和血清脂类代谢的调控。选取16周龄五龙鹅30只(公母各占1/2),屠宰后用实时荧光定量PCR检测不同组织器官(肝脏、心脏、皮下脂肪、腹部脂肪、胸肌、腿肌、肌胃、腺胃、小肠、肾脏、大脑、肺、脾脏)中A TG L、A CSL1基因表达量。结果表明:1)在鹅的皮下脂肪、腹部脂肪、肝脏、脾脏、肾脏、心脏、胸肌和腿肌中均检测出ATGL和ACSL1基因的表达;ATGL基因在皮下脂肪和腹部脂肪中表达量最高,其次是肝脏和脾脏,在肾脏、心脏、胸肌和腿肌中只有少量表达;ACSL1基因在皮下脂肪、腹部脂肪、肝脏、脾脏中表达量较高,在肾脏、心脏、胸肌和腿肌中有少量表达,而在肌胃、腺胃和肺中几乎不表达。2)ATGL基因表达量与腿肌肌内脂肪率、胸肌肌内脂肪率、腹部脂肪率、胸肌率和腿肌率呈显著或极显著负相关(P<0.05或P<0.01),与皮下脂肪率呈显著正相关(P<0.05);ACSL1基因表达量与腿肌肌内脂肪率、胸肌肌内脂肪率、胸肌率呈正相关(P>0.05),与腿肌率呈显著正相关(P<0.05),与皮下脂肪率呈显著负相关(P<0.05)。3)ATGL基因表达量与血清甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇和葡萄糖含量呈显著或极显著正相关(P<0.05或P<0.01);ACSL1基因表达量与血清总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇和葡萄糖含量呈负相关(P>0.05),与甘油三酯含量呈显著负相关(P<0.05)。由此可见,ATGL和ACSL1基因在鹅的不同组织器官中的表达具有明显差异性,对机体脂肪沉积和血清脂类代谢具有反向调控作用。

泛酸干预脂肪甘油三酯脂肪酶和长链脂酰辅酶A合成酶1基因表达对鹅生长和脂类代谢的反向调控

本试验通过研究泛酸对5-16周龄五龙鹅肝脏中脂肪甘油三酯脂肪酶（ATGL）和长链脂酰辅酶A合成酶1（ACSL1）基因表达的影响,并分析其与生长性能、屠宰性能、肉品质的相关性,旨在从分子角度确定鹅饲粮中泛酸的适宜添加水平。选择5周龄五龙鹅360只,随机分为6个组,每个组6个重复,每个重复10只鹅。各组饲粮中泛酸添加水平分别为0（对照）、5、10、20、40、80 mg/kg。试验期12周。结果表明：1）随着饲粮泛酸添加水平的提高,ATG L mRNA的表达量呈现先降低后升高的趋势,ACSL1 mRNA表达量呈现先升高后降低的趋势。由回归方程得出,当饲粮泛酸添加水平为13.86 mg/kg时,ATGL mRNA表达量最低;当添加水平为22.07 mg/kg时,ACSL1 mRNA表达量最高。2）与对照组相比,饲粮泛酸添加水平为10-20 mg/kg时极显著提高了五龙鹅的体重和平均日增重（P〈0.01）,同时极显著降低料重比（P〈0.01）。3）ATGL mRNA表达量与胸肌率、腿肌率、屠宰率、半净膛率和全净膛率呈负相关;ACSL1 mRNA表达量与胸肌率、腿肌率、屠宰率、半净膛率和全净膛率呈正相关;二者mRNA表达量与腹脂率均呈负相关。4）ACSL1 mRNA表达量与红度和滴水损失显著相关（P〈0.05）。5）ATGL mRNA表达量与血清脂类代谢各项指标呈正相关;ACSL1 mRNA表达量与血清脂类代谢各项指标呈负相关。由此表明,ATGL和ACSL1 mRNA表达量对鹅机体生长速度、屠宰性能和脂类代谢呈同步反向调控机制;从ATGL和ACSL1 mRNA表达量优势分析,建议5-16周龄鹅饲粮中泛酸适宜添加水平为13.86-22.07 mg/kg。

CGI-58在动物脂类代谢中的作用

细胞中脂滴(Lipid droplets,LDs)表面存在多个调控脂肪储存和分解的蛋白,这些蛋白对机体的脂肪代谢起着很重要的调控作用。CGI-58(Comparative gene identification-58)分布在LDs表面,属于α/β水解酶折叠家族,是脂肪甘油三酯脂肪酶(Adipose triglyceride lipase,ATGL)和依赖酰基辅酶A溶血磷脂酸酰基转移酶(Lyso-phosphatidic acid acyltransferase,LPAAT)的激活剂。在脂肪分解过程中,CGI-58结合PAT蛋白家族成员之一的脂滴包被蛋白(Perlipin)和ATGL,促进脂肪分解,同时CGI-58对ATGL的激活功能受脂滴包被蛋白家族成员间蛋白质与蛋白质相互作用的影响。文章结合国内外研究热点,针对CGI-58在动物脂类代谢中的作用进行了综述。

猪ATGL基因5′调控区的SNPs检测及生物信息学分析

脂肪甘油三酯水解酶(ATGL)是脂肪组织脂肪动员过程中的水解限速酶,主要催化甘油三酯水解为甘油二酯。研究对金华猪、岔路黑猪、杜洛克、大约克和皮特兰5个猪种ATGL基因其5′调控区1.2 kb的片段进行SNPs检测和生物信息学分析。结果表明:ATGI基因5'调控区存在第-845位G→C和第-854位T→C的连锁突变。序列分析显示该区域可能存在启动子区,且2个突变都会导致其部分潜在转录因子结合位点的产生或消失。采用PCR-RFLP方法检测g-845G→C座位在金华猪、岔路黑猪、杜洛克、大约克和皮特兰中的分布情况,卡方分析结果显示,3种基因型在5个猪种中的分布存在极显著差异(P<0.01),提示不同猪种间脂肪性状的差异可能与ATGL基因5'调控区的基因突变有关。