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文檔簡介
1、Boule基因是DAZ基因家族成員之一,在哺乳動物精子發(fā)生過程中發(fā)揮重要的調(diào)控作用,Boule基因敲除的小鼠精子發(fā)生障礙并最終導(dǎo)致雄性不育。實驗室前期通過電子克隆和克隆測序獲得了牛DAZ家族基因(b-DAZL和b-Boule),并發(fā)現(xiàn)b-Boule基因在睪丸組織中特異表達,且黃牛、牦牛睪丸組織中的表達水平顯著高于種間雜種(犏牛)。目前關(guān)于DAZ家族基因在精子發(fā)生過程中的表觀遺傳學調(diào)控的研究主要集中在DAZL基因上,而關(guān)于Boule基因表
2、達調(diào)控方面的研究還未見報道。為了進一步研究犏牛睪丸組織中b-Boule基因低表達的調(diào)控機制,本文擬采用克隆測序技術(shù)獲得黃牛和犏牛睪丸組織中b-Boule基因啟動子區(qū)序列和基因內(nèi)CpG島序列,采用亞硫酸氫鹽測序技術(shù)檢測黃牛和犏牛睪丸組織中b-Boule基因啟動子區(qū)和基因內(nèi)CpG島甲基化水平的差異;構(gòu)建啟動子區(qū)缺失表達載體,采用熒光素酶雙報告基因系統(tǒng)檢測b-Boule基因核心啟動子區(qū)的位置;體外甲基化試驗驗證啟動子區(qū)甲基化對b-Boule基
3、因表達的影響,以期從表現(xiàn)遺傳學角度分析犏牛睪九組織中b-Boule基因低表達的分子機制,為闡明犏牛雄性不育的機制提供理論依據(jù)。
1.b-Boule基因的基因組序列分析
根據(jù)實驗室前期獲得的b-Boule基因cDNA序列,在?;蚪M數(shù)據(jù)庫中進行BLAST搜索,獲得78878bp的黃牛b-boule基因的基因組序列(包括6kb的5'側(cè)翼序列和4kb的3'側(cè)翼序列)。電子染色體定位發(fā)現(xiàn)b-Boule基因定位于2號染
4、色體,與人BOULE和小鼠Boule基因在染色體間存在高度的保守同線性。基因組結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)b-Boule含有11個外顯子和10個內(nèi)舍子。通過生物信息學軟件預(yù)測發(fā)現(xiàn)在b-Boule基因5'端存在四個潛在轉(zhuǎn)錄起始位點,分別位于-236bp、-511bp、-725bp和-766bp(以起始密碼子ATG為+1).通過線軟件預(yù)測發(fā)現(xiàn)b-Boule基因存在2個典型的CpG島:一個位于5'端,長度為2229bp,貫穿于5'非編碼區(qū)、笫1外顯子和第1內(nèi)
5、含子,另一個位于基因內(nèi)部第5和第6外顯子之間,長度為992bp。
2.b-Boule基因5'調(diào)控序列的克隆與啟動子活性分析
通過PCR擴增和克隆測序獲得了黃牛和犏牛b-Boule基因5'端2400bp啟動子序列,同源分析發(fā)現(xiàn),黃牛和犏牛b-Boule基因啟動子區(qū)核苷酸序列一致100%。首先,構(gòu)建了4個雙熒光素酶缺失表達載體,瞬時轉(zhuǎn)染293細胞,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在b-Boule基因-94bp至-364bp范圍內(nèi)存在正調(diào)
6、控元件。為了進一步精確b-Boule基因啟動子活性中心,在-94bp至-364bp間又構(gòu)建了3個熒光素酶表達載體,結(jié)果發(fā)現(xiàn)b-Boule基因核心啟動子位于-66bp至-172bp之間,長度為107bp。轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點預(yù)測發(fā)現(xiàn)b-Boule基因啟動子區(qū)含有AP-2、Sp-1等轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點,其中Sp1為甲基化敏感位點。
3.黃牛和犏牛睪丸組織b-Boule基因CpG島甲基化分析
采用亞硫酸氫鹽測序技術(shù)對黃牛
7、和犏牛睪丸組織b-Boule基因核心啟動子區(qū)DNA甲基化狀態(tài)進行了分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在b-Boule基因核心啟動子區(qū)含有9個CpG位點,犏牛睪丸組織中b-Boule基因核心啟動子區(qū)DNA甲基化水平為45.56%(41/90),極顯著高于黃牛(16.67%,15/90)(P<0.01),其中第6-8位CpG位點的甲基化水平差異更明顯(黃牛為13.67%,犏牛為83.33%),結(jié)合實驗室前期睪丸組織mRNA表達水平和組織學觀察結(jié)果,推測啟動子甲
8、基化在b-Boule基因的表達調(diào)控中發(fā)揮關(guān)鍵作用,犏牛b-Boule基因核心啟動子區(qū)的高甲基化可能與犏牛精子發(fā)生障礙、雄性不育有關(guān)。黃牛和犏牛睪丸組織b-Boule基因內(nèi)CpG島甲基化狀況分析結(jié)果顯示:表明黃牛和犏牛睪丸組織b-Boule基因內(nèi)CpG島DNA甲基化水平差異結(jié)果差異不顯著(P>0.05)。
4.b-Boule基因啟動子區(qū)體外甲基化分析
為了進一步研究b-Boule基因核心啟動子區(qū)甲基化對b-Bo
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