绵羊Fsp27基因5'-UTR区碱基突变与尾脂沉积能力的关联性

【目的】明确绵羊脂肪特异蛋白27基因(Fsp27)5'端非编码区(5'-UTR)g.16767527位点和g.16767779-16767780位点突变与其尾脂沉积能力的关联性,为低脂肪绵羊品种选育提供理想的分子标记,提高低脂肪绵羊品种改良选育效率。【方法】以5个不同尾脂沉积能力的绵羊品种为研究对象,包括脂尾型绵羊品种阿勒泰羊,短脂尾型绵羊品种小尾寒羊和湖羊,长瘦尾型绵羊品种中国美利奴细毛羊和萨福克羊,采用PCR-SSCP结合基因测序对绵羊Fsp27基因5'-UTR区碱基突变情况进行检测,并分析相关突变与绵羊尾脂沉积能力的关联性。【结果】绵羊Fsp27基因5'-UTR区g.16767527位点为C/A突变,在所检测的绵羊群体中均存在3种基因型(CC、CA和AA),但在不同尾脂沉积能力绵羊品种群体中的基因型频率存在明显差异:阿勒泰羊群体中以CC基因型为主,基因型频率为0.869;小尾寒羊和湖羊群体中以CA基因型为主,基因型频率分别为0.698和0.628;中国美利奴细毛羊和萨福克羊群体则以AA基因型为主,基因型频率分别为0.616和0.833。g.16767527位点的基因型分布在阿勒泰羊、小尾寒羊和湖羊群体中极显著偏离Hardy-Weinberg平衡状态(PHWE<0.01),在萨福克羊群体中显著偏离Hardy-Weinberg平衡状态(PHWE<0.05)。g.16767779-16767780位点为双碱基突变,对应为GG/GG、GG/TC和TC/TC基因型;在尾脂沉积能力强的阿勒泰羊、小尾寒羊和湖羊群体中,g.16767779-16767780位点以TC为优势等位基因,对应的等位基因频率分别为0.862、0.954和0.927;在尾脂沉积能力差的中国美利奴细毛羊和萨福克羊群体中则以GG等位基因为主,其等位基因频率分别为0.980和0.983。这2个位点的突变均对绵羊Fsp27基因5'-UTR区二级结构产生明显影响。【结论】绵羊Fsp27基因5'-UTR区g.16767527位点的C/A突变和g.16767779-16767780位点的GG/TC突变与其尾脂沉积能力密切相关,可作为分子标记应用于低脂肪绵羊品种的辅助选育。

转录激活因子1(ATF1)内部核糖体进入位点的鉴定及活性分析

蛋白质翻译起始通常有两种机制,一是依赖帽结构的翻译,另一种是依赖5'非翻译区的内部核糖体进入位点(IRES).在后一种方式中,在某些IRES反式作用因子,如La蛋白、多聚嘧啶串结合蛋白1等的参与下,直接招募核糖体小亚基到mRNA的翻译起始位点,启始翻译.研究发现,参与细胞生长、分化、细胞周期进程、凋亡和压力调控的相关蛋白中通常含有IRES元件.基于功能,我们提出假说:转录激活因子1(ATF1)的5'-UTR可能具有IRES活性.为验证假说,首先构建了含全长ATF1 5'-UTR的双荧光素酶报告质粒;质粒转染结合报告酶活性分析显示,ATF1 5'-UTR在Bel7402、HCT-8和HEK293细胞中表现出不同的IRES活性;而此IRES活性与5'-UTR中的隐藏启动子无关.同时还发现,ATF1 5'-UTR在NIH3T3细胞中却没有IRES活性.与此结果相一致,Western印迹检测ATF1在这几种细胞系中的表达.结果显示,Bel7402、HCT-8和HEK293中ATF1蛋白质表达水平较高,而在NIH3T3中却极低.ATF1 5'-UTR的系列5'-删除突变及报告酶分析证明,ATF1 5'-UTR的完整性对其IRES活性大小发挥重要作用;其中5'端的204 bp序列对其IRES活性贡献较大.RNA-蛋白免疫共沉淀实验揭示,ATF1 5'-UTR可与La和PTBP1蛋白结合;抑制La和PTBP1蛋白质的表达,并可减低HEK293细胞中ATF1蛋白质表达水平.这些结果提示,La和PTBP1蛋白(两种ITAFs)为ATF1 5'-UTR发挥IRES活性所必需.总之,上述结果证明,ATF1 5'-UTR具有IRES活性,其活性发挥依赖与La和PTBP1蛋白的结合.上述发现为进一步研究La和PTBP1表达及亚细胞定位对ATF1 IRES调控机制的影响奠定了基础.