藏羚羊和藏系綿羊PGC-1α基因編碼區(qū)的克隆與分析.pdf

1、研究背景與目的：
　　青藏高原是世界上海拔最高、地形最復(fù)雜的高原，平均海拔4500m，面積250萬(wàn)平方公里。高寒、低壓性低氧和強(qiáng)紫外線輻射是青藏高原最顯著的環(huán)境特征。正是由于這片區(qū)域內(nèi)環(huán)境因素的復(fù)合作用才使得在高原上繁衍生息的諸多物種形成了它們適應(yīng)高原的獨(dú)特機(jī)制。
　　藏羚羊(Pantholops hodgsonii)被稱為高原精靈，是青藏高原的特有物種，國(guó)家級(jí)保護(hù)動(dòng)物，主要分布在我國(guó)的西藏羌塘、青?？煽晌骼锖托陆柦鹕絿?guó)

2、家自然保護(hù)區(qū)，棲息地海拔3600-5500m，常見(jiàn)于海拔4000-5000m的無(wú)人區(qū)，能以80km的時(shí)速奔跑，瞬間速度能夠達(dá)到100-120km/h。藏羚羊是青藏高原的世居動(dòng)物，其進(jìn)化不受物種遷徙和人工選擇的影響，是研究高原適應(yīng)的理想模式動(dòng)物。
　　過(guò)氧化物酶增生物激活受體γ共激活因子1α（peroxisome proliferator-activated receptor-γ coactivator 1α，PGC-1α）通過(guò)與轉(zhuǎn)

3、錄因子相互作用調(diào)控下游基因的表達(dá)，參與調(diào)節(jié)線粒體生物合成、糖脂代謝、氧化磷酸化等過(guò)程。寒冷、耐力訓(xùn)練等因素均可引起機(jī)體高氧化性組織器官中PGC-1α高表達(dá)。然而高原土生動(dòng)物適應(yīng)機(jī)制與PGC-1α關(guān)系的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。
　　本課題擬以藏羚羊?yàn)檠芯繉?duì)象，克隆并分析了能量代謝相關(guān)基因PGC-1α的編碼區(qū)序列，為從轉(zhuǎn)錄調(diào)控層面深入探討藏羚羊適應(yīng)高原的分子生物學(xué)機(jī)制奠定了一定的基礎(chǔ)。
　　研究方法：
　　經(jīng)國(guó)家林業(yè)局批準(zhǔn)（林護(hù)許

4、準(zhǔn)[2009]46號(hào)），2009年4月在青海省可可西里國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)（海拔4300m）捕獲雄性藏羚羊9只；在青海省海西州野牛溝（海拔4300m）購(gòu)得雄性藏系綿羊（Tibetan sheep）10只，隨后立即運(yùn)至格爾木市實(shí)驗(yàn)基地（海拔2800m），進(jìn)行相關(guān)生理學(xué)指標(biāo)的采集后，取心肌組織迅速投入液氮中，低溫保存并運(yùn)回西寧。通過(guò)（美國(guó)）國(guó)家生物信息中心（NCBI）的核酸數(shù)據(jù)庫(kù)，獲取牛、山羊、人、小鼠、豬和兔的PGC-1αcDNA序列，結(jié)合D

5、NAMAN6.0和Primer Premier 5.0軟件設(shè)計(jì)引物。從藏羚羊和藏系綿羊的心肌組織中提取總RNA，利用逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)（RT-PCR）技術(shù)擴(kuò)增出目的片段，與載體連接構(gòu)建重組質(zhì)粒，經(jīng)轉(zhuǎn)化、擴(kuò)增培養(yǎng)、鑒定后測(cè)序。
　　研究結(jié)果：
　　利用生物信息學(xué)方法分析發(fā)現(xiàn)：藏羚羊和藏系綿羊的PGC-1α基因編碼區(qū)長(zhǎng)度均為2349bp，編碼797個(gè)氨基酸；與其他脊椎動(dòng)物PGC-1α基因的核苷酸及氨基酸序列相似性達(dá)到90％以上；

6、包含RNA/DNA結(jié)合位點(diǎn)、RNA識(shí)別基序（RRM）、與核呼吸因子1（NRF-1）及肌細(xì)胞增強(qiáng)因子2C（MEF2C）相互作用的區(qū)域、富含絲氨酸/精氨酸的結(jié)構(gòu)域、負(fù)調(diào)節(jié)功能結(jié)構(gòu)域、LXXLL模體以及TPPTTPP和DHDYCQ兩個(gè)保守序列，14個(gè)氨基酸差異性位點(diǎn)位于以上部分功能結(jié)構(gòu)域中；此外，磷酸化位點(diǎn)的預(yù)測(cè)提示藏羚羊可能存在一個(gè)潛在的PKG（蛋白激酶G）的磷酸化位點(diǎn)（第329位的蘇氨酸）。
　　結(jié)論：
　　首次成功克隆出了藏