秦川牛FADS基因家族克隆、生物信息学分析及组织表达研究OA北大核心CSTPCD

【目的】试验旨在系统分析秦川牛脂肪酸去饱和酶(FADS)基因家族,阐明该家族成员在秦川牛不同组织及脂肪细胞不同分化时期的时空表达规律,为进一步探究其在牛脂肪沉积中的作用奠定基础。【方法】试验采集秦川牛不同组织样本,从肾周脂肪中分离前体脂肪细胞,通过PCR扩增FADS基因家族CDS区序列,利用生物信息学软件分析预测其序列特征。利用实时荧光定量PCR检测FADS基因家族成员在成年牛不同组织及肾周前体脂肪细胞分化过程中的时空表达谱。【结果】试验成功扩增出FADS基因家族3个成员(FADS1、FADS2和FADS3)CDS区,大小分别为1425、1335、1332 bp。系统进化树结果显示,秦川牛FADS基因家族成员氨基酸序列与瘤牛相似性最高,与小鼠的亲缘关系较远。生物信息学预测结果显示,FADS基因家族均为较稳定的亲水性蛋白,二级结构主要由α-螺旋构成,三级结构与二级结构预测结果一致。FADS1和FADS2主要定位于内质网(44.4%、44.4%),FADS3主要定位细胞膜中(39.1%)。实时荧光定量PCR结果显示,FADS1、FADS3基因在肌肉组织表达量较高,FADS2基因在肝脏中表达量最高,显著高于其他组织(P<0.05)。在脂肪细胞的成脂分化过程中,与其他时间点相比,FADS1和FADS2基因在第2天时表达量最高(P<0.05),FADS3基因则在第2天时表达量最低(P<0.05)。【结论】本研究成功克隆了秦川牛FADS基因家族成员FADS1、FADS2、FADS3,在瘤牛、山羊、绵羊等哺乳动物中高度保守。FADS基因家族均为较稳定的亲水性蛋白,FADS1、FADS3基因在肌肉组织中高表达,FADS2基因在肝脏组织中高表达。在脂肪细胞的成脂分化过程中,分化第2天时,FADS1、FADS2基因表达量最高,FADS3基因表达量最低。试验结果进一步揭示FADS基因家族通过调控脂肪细胞分化进而影响肉牛脂肪沉积作用机制研究奠定基础。