黑線倉鼠KiSS-1啟動子區(qū)甲基化的季節(jié)性差異.pdf

1、黑線倉鼠（Cricetulus barabensis）俗稱小腮鼠、背紋倉鼠、花背倉鼠等，是我國北方農田害鼠的優(yōu)勢種，分布范圍廣，繁殖能力強，危害性大。黑線倉鼠的繁殖活動具有季節(jié)性節(jié)律，屬于季節(jié)性繁殖動物，每年春、秋季為繁殖高峰期，研究黑線倉鼠的季節(jié)性繁殖機制能夠探究外在環(huán)境信息調控黑線倉鼠繁殖活動的信號通路，可以探尋從生物學角度消滅鼠害的方法。KiSS-1/GPR54系統(tǒng)是季節(jié)性繁殖調控體系中非常重要的一環(huán)，在黑線倉鼠中發(fā)現：KiSS-

2、1的mRNA表達量和kisspeptin含量都存在季節(jié)性差異，都是冬季的表達最低，夏秋表達比較高；而且KiSS-1的mRNA表達量與光照長度成正比；褪黑激素對KiSS-1的表達具有抑制作用。本實驗從啟動子DNA甲基化入手研究KiSS-1的表達模式，以探究KiSS-1基因參與黑線倉鼠季節(jié)性繁殖調控的分子機制。
　　首先我們利用黑線倉鼠的肝臟組織，通過PCR擴增、克隆測序獲得KiSS-1基因啟動子序列，并對此序列進行生物信息學分析，鑒

3、定其核心啟動子并預測CpG島為檢測其甲基化狀態(tài)打下基礎。此序列全長2012bp，GenBank登錄號：KU965557，將此序列與黑線倉鼠編碼序列相比對，找到翻譯起始密碼子，起始密碼子前有序列1997bp，剩余的12bp序列為KiSS-1基因的編碼序列。此序列GC含量為52.3％，高于AT含量。發(fā)現轉錄起始位點位于起始密碼子上游500bp處，并發(fā)現啟動子核心區(qū)TATA框，位于轉錄起始位點上游-22bp處，并且在TATA框上游發(fā)現順式作用

4、元件CAAT框位于轉錄起始位點上游-227bp處。將啟動子序列以及附近編碼序列導入MethPrimer預測到CpG島，全長420bp，GC含量為58.6％，遠高于AT含量，含有11個CpG位點。
　　選取4個季節(jié)的雌性黑線倉鼠的下丘腦，我們每個季節(jié)選取3只雌性黑線倉鼠的下丘腦組織，提取基因組DNA，然后利用亞硫酸鹽測序法檢測KiSS-1基因啟動子CpG島甲基化狀態(tài)，每個個體篩選10個克隆。利用biq2.0分析測序結果做出點狀圖，通

5、過分析點狀圖可以發(fā)現：11個CpG位點中只有第2個位點是全部非甲基化狀態(tài)；第5個CpG位點只有夏季是非甲基化的，其他季節(jié)是甲基化狀態(tài)的?？梢酝茰y第二個位點與可能KiSS-1基因表達有關；夏季KiSS-1基因表達最高可能與第五個位點有關。根據點狀圖計算出四個季節(jié)的黑線倉鼠的甲基化狀態(tài)分別為：81.82％，76.67％，84.85％，89.70％，單因素方差分析發(fā)現冬季的甲基化程度最高，春季和秋季的甲基化程度居中，顯著低于冬季的甲基化程度，

6、而夏季的甲基化程度最低。將其與黑線倉鼠四個季節(jié)KiSS-1的mRNA表達量進行相關性分析，結果表明黑線倉鼠KiSS-1 mRNA表達量與KiSS-1啟動子甲基化狀況呈中度負相關（r=-0.781，p=0.003）。即甲基化程度越高，mRNA表達量越低，可以推測啟動子甲基化抑制基因表達。將KiSS-1啟動子甲基化狀態(tài)與四個季節(jié)的光照周期比較，發(fā)現兩者的變化趨勢相反，即光照時間越長，甲基化程度越低，推測光照長度與啟動子甲基化程度呈負相關。而

7、光信號會影響褪黑激素的釋放，而褪黑激素也抑制KiSS-1基因的表達，所以推測光信號影響KiSS-1是通過褪黑激素影響KiSS-1啟動子甲基化程度來完成的。光照時間增多會抑制褪黑激素的分泌，褪黑激素含量降低會通過一定途徑導致KiSS-1啟動子甲基化程度降低，會使KiSS-1基因的表達增強，促進kisspeptin合成，促進GPR54表達，GPR54會促進GnRH神經元合成和釋放GnRH，進一步促進LH和FSH的釋放，促進繁殖。