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多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids,PUFAs)是动物机体内脂肪酸重要的存在形式,通过参与机体脂质代谢、生长发育、免疫机能、细胞膜功能以及心血管疾病等从而发挥着重要的生物学作用。脂肪酸脱氢酶(fatty acid desaturases,FADS)是PUFAs生物合成途径中的关键酶,其表达受到多种因素的影响。然而,在家禽(鸡)上,有关FADS基因家族的表达调控和作用机制鲜有报道。本研究利用多种生物信息学分析软件对鸡FADS基因家族成员的共线性关系、亲缘进化关系、基因结构、保守基序和功能结构域进行系统的分析;采用实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR,qRT-PCR)技术对FADS基因家族成员在30周龄鸡不同组织和不同生理时期鸡肝脏组织的表达规律进行分析:通过在体试验研究雌激素对FADS家族成员基因表达的影响;利用双荧光素酶报告系统并结合过表达和干扰试验鉴定FADS2基因的转录调控因子;利用在线软线分析与FADS2基因3’ untranslated regions(3’UTR)潜在结合的microRNAs(miRNAs)并通过miRNA模拟物的转染试验从转录后水平探究miRNA对FADS2基因的调控。主要研究结果如下:1、生物学特性分析结果显示,在FADS家族共线性分析中,家禽FADS3基因可能不存在或者尚未被注释或者在进化过程中丢失了,FADS1L1和FADS1L2基因仅存在于鸡中,FADS6基因所在染色体区段在物种间较保守;系统进化树分析结果显示,FADS6基因在物种间单独聚为一支,FADS基因家族其他成员聚为一支;FADS6基因在物种间外显子数目及保守基序组成上与其他成员间存在较大差异;蛋白功能结构域预测分析结果显示,除FADS6外,鸡FADS1、FADS2、FADS1L1和FADS1L2基因编码蛋白中均存在相同的功能结构域(Cyt-b5),这暗示FADS6基因在功能上可能与FADS家族其他成员不同。2、FADS家族组织时空表达分析结果显示,FADS家族各成员在30周龄卢氏绿壳蛋鸡的心、肝、脾、肺、肾、十二指肠、胰腺、腺胃、胸肌组织中均有表达,其中FADS1、FADS2和FADS6在肝脏中的相对表达水平最高(P<0.05),FADS1L1在胸肌中相对表达水平最高(P<0.05),FADS2L2在胰腺中相对表达水平最高(P<0.05);FADS家族在不同时期鸡肝脏中的表达结果显示,FADS家族各成员在30周龄母鸡肝脏中的表达量均显著高于20周龄(P<0.05)。3、雌激素处理10周龄卢氏绿壳蛋鸡试验结果显示,与对照组相比,雌激素(0.5 mg/kg)可显著上调鸡肝脏中FADS1、FADS2和FADS1L1基因的表达(P<0.05),对FADS6和FADS1L2基因的表达无显著影响(P>0.05)。4、通过生物信息学预测分析发现,在FADS2基因的核心启动子区域存在CEBPβ和SREBP两个潜在的转录因子;在LMH细胞中过表达与干扰试验发现,过表达和干扰CEBPβ对FADS2基因的表达均无显著性影响(P>0.05);干扰SREBP1可显著下调FADS2基因的表达(P<0.05),干扰SREBP2基因对FADS2基因的表达无显著性影响(P>0.05),进一步利用Western blotting方法验证,在蛋白水平SREBP1可显著影响FADS2蛋白的表达水平(P<0.05);将构建的SREBP1与FADS2基因启动子核心区E-box-Like SRE结合位点的野生型和突变型重组载体,分别与PGL4.73(携带海肾荧光素酶基因)载体共转染至鸡LMH细胞,结果显示,E-box-Like SRE突变型载体的荧光活性比值显著低于野生型载体(P<0.05),证明SREBP1通过结合FADS2基因启动子核心区E-box-Like SRE元件调控FADS2基因的转录,最终影响FADS2蛋白水平。并且,SREBP1在鸡肝脏30周龄的表达水平显著高于20周龄的表达水平(P<0.05),这再次证明SREBP1作为FADS2基因的转录因子,由于转录因子的表达量的变化从而引起FADS2基因在30周龄的表达量显著性上调表达相较于20周龄的变化。另外,PPARs激动剂处理LMH细胞结果显示,PPARα和PPAR γ均可显著上调FADS2基因的表达水平(P<0.05)。5、FADS2基因3’UTR区域内候选miRNAs过表达试验结果显示,过表达候选miR-30c-1-3p、miR-6665-5p 和 miR-6608-3p 均对FADS2 mRNA 表达无显著影响(P>0.05)。综上所述,家禽FADS3基因可能不存在或者尚未被注释或者在进化过程中丢失了,FADS1L1和FADS1L2基因仅存在于鸡中,FADS6基因在系统发育进化树、基因结构、保守基序分析和蛋白质功能结构域预测上与FADS1、FADS2、FADS1L1和FADS1L2基因差异较大。FADS基因家族在鸡各组织中广泛性表达,在肝脏和胰腺中表达丰度较高相对于其他所检测组织;FADS基因家族在产蛋高峰期(30周龄)相对表达量显著性高于产蛋前期(20周龄)。雌激素促进FADS1、FADS2和FADS1L1基因表达,不影响FADS6和FADS1L2表达。基因组水平上,SREBP1是调控FADS2基因表达的转录因子;在转录后水平,FADS2mRNA的表达不受 miR-30c-1-3p,miR-6665-5p,andmiR-6608-3p 的调控;PPARα 和 PPAR γ均可提高FADS2基因的表达水平。本研究结果为进一步深入研究FADS基因家族作用机制提供了基础。