北极狐β-防御素103基因(CBD103)启动子活性及转录调控元件分析

本研究旨在筛选调控北极狐毛色基因CBD103的启动子活性区域及转录因子结合位点,为揭示CBD103基因调控北极狐毛色形成的分子遗传机制提供依据。克隆获得了北极狐CBD103基因5′侧翼区2 123 bp的片段,并构建了4个不同长度的启动子缺失片段表达载体,通过双荧光素酶检测系统对启动子活性进行检测。对启动子活性最高区域预测出的3个特异性蛋白1 (Sp1)转录因子结合位点分别进行点突变并构建3个突变载体,利用双荧光素酶检测系统测定其活性。结果显示,在构建的4个不同长度启动子缺失片段中1 656 (-1 604/+51)区域活性最高,在此区域构建的3个突变载体的启动子活性较野生型(片段1 656)均显著降低,说明-1 604/+51区域为北极狐CBD103基因的核心启动子区,-1 552/-1 564、-1 439/-1 454和-329/-339区域为正调控区域。文中成功获得了北极狐CBD103 基因的核心启动子区域和正调控区域,这为进一步研究该基因调控北极狐被毛颜色分子遗传机制奠定了基础。

北极狐CBD103基因序列生物信息学分析及启动子预测

为了研究北极狐CBD103基因核心启动子活性区、转录因子结合位点、CBD103基因编码蛋白结构及功能,同时探究该基因的表达调控机制,试验通过RT-PCR扩增及测序技术从北极狐皮肤组织中获得CBD103基因cDNA序列,并利用生物信息学方法对所得序列进行预测分析。结果表明:获得序列全长2 327 bp(包括5’侧翼区2 071 bp、CDs区204 bp、3’侧翼区52 bp),编码67个氨基酸残基。北极狐CBD103基因5’侧翼区存在潜在的启动子区域和CpG岛,且发现GC框、TATA框、CAAT框等调控元件及Sp1、Ets、Mef-2、ERE、Myc等多种转录因子。CBD103基因编码的蛋白是定位于细胞核和线粒体的不稳定疏水性蛋白质,此蛋白无规卷曲所占比例较大,使得蛋白构象多样化,主要参与信号转导和转录,存在跨膜区域和信号肽。北极狐与家犬的遗传亲缘关系最近。说明CBD103基因在不同物种间具有一定的保守性,且各物种间亲缘关系与生物进化观点基本一致,同时符合动物分类学。