Gαs基因在MC1R调控羊驼毛色基因途径中的作用机制研究
批准号:
31272628
项目类别:
面上项目
资助金额:
81.0 万元
负责人:
庞全海
依托单位:
学科分类:
C1809.临床兽医学
结题年份:
2016
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
白瑞、朱芷葳、于志慧、尹志红、张超、王平、夏玉、吴崇晖
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中文摘要
丰富的天然毛色是羊驼最重要的独特的生物学特性,阐明羊驼毛色形成及基因控制机理,并通过分子生物学手段人工调控动物毛色,使之适合于人类对动物天然毛色的需求具有重大理论和实践意义。MC1R基因是已证明的调控羊驼毛色的最主要基因之一,最新文献及本课题组前期研究发现,G蛋白信号通路中的Gαs基因可能在MC1R基因调控羊驼毛色蛋白表达中起着关键作用。本项目以来自中华羊驼养殖基地的羊驼为研究对象,用分子生物学等技术手段获得Gαs基因,干扰G蛋白相关通路的基因,并获取毛囊干细胞中G蛋白通路对MC1R调控相关毛色基因和毛色相关蛋白的表达,探索在毛囊干细胞中G蛋白信号通路中Gαs基因参与MC1R控制的毛色形成机制,揭示该细胞通路与羊驼毛色形成的关系。从而为阐明动物毛色形成的分子机理、通过分子生物学技术人工调控或改造动物毛色提供科学依据。
英文摘要
Rich natural hair color are the important and unique biological characteristic of alpaca. The clarification of the the regulation mechanism of alpaca hair color formation has important theoretical and practical significance for improving animal hair color. It has been proved that the MC1R gene is one of the most important genes regulating alpaca hair color, the newest references and our previous research has found the Gαs gene (one of the main factors in G-protein way)might play a key role in MC1R regulating hair color protein expression of alpaca. The alpaca from Zhonghua Alpaca Breeding Farm will be used in the project. The project will be on the basis of National Nature Science Fund titled "Influence of MC1R gene on hair color protein expressed by alpaca hair follicle stem cells"(30972223). In this study, Gαs gene was cloned and used to interfernce correlative genes in G-protein way in alpaca. In order to clarify the mechanism of hair color formantion regulated by G protein way via Gαs, and to proclaim the relationship between G-protein pathway and hair color formantion in alpaca, the influences of G-protein way on the expression hair color gene and protein regulated by MC1R was investigated in alpaca hair follicle stem cells was studied. Thus, our results will provide a sceintific foundation for further understanding molecular mechanism of animal hair color formaton and for manipulation animal hair color by molecular biological technology.
【背景】 Gnαs和Gnαq信号调控动物毛色的形成,研究Gnαq与MC1R、MITF、TYR之间的关系对于理解绵羊毛色的形成机制具有重要作用。Gnαs和Gnαq在性腺的发育过程中具有重要作用,探讨Gnαs和Gnαq在雄性睾丸和附睾中的表达特性,为进一步研究Gnαs和Gnαq基因在性腺中的生物学功能提供理论依据。.【研究内容】1)获得Gnαs和Gnαq mRNA序列,预测其生物学特性;2)敲除和瞬转过表达Gnαq,阐明Gnαs和Gnαq蛋白调控绵羊毛色的分子机制;3)iTRAQ技术对不同毛色绵羊皮肤差异蛋白筛选和验证,阐明黑色素形成中相关基因的表达机制;4)探讨Gnαs和Gnαq在绵羊睾丸和附睾中的表达特性,阐明Gnαs和Gnαq在性腺中的生物学功能。.【结果及结论】(1)Gnαs、Gnαq和Gnα11在小鼠和绵羊不同毛色皮肤中均有表达,为G蛋白信号转导通路在调控绵羊被毛颜色方面的研究提供了理论依据。.(2)绵羊皮肤Gnαs和Gnαq基因完整CDS区长度分别为1185bp、1010bp;由394、358个氨基酸组成。.(3)利用iTRAQ技术共获得不同肽段9909个,鉴定1704个蛋白,539个蛋白具有5段及以上的不同肽段的覆盖。筛选获得不同毛色差异蛋白的总数为136个,其中上调蛋白为101个,下调蛋白为35个。.(4)AngII、ACTB和FGA蛋白存在于白色和黑色绵羊皮肤中,且为上调差异蛋白;在黑色绵羊皮肤的表达量显著高于白色绵羊皮肤(P < 0.05)。.(5)不同浓度α-MSH处理黑色素细胞后,Gnαq基因的表达量呈降低趋势,推测Gnαq基因对于黑色素的调控和α-MSH不属于同一信号通路有关。.(6)绵羊黑色素细胞过表达Gnaq基因,MC1R、MITF、TYR三种基因的表达量均上调;敲除Gnaq基因,MC1R、MITF基因的表达量均极显著下调,TYR基因的表达量显著下调,说明Gnaq基因在绵羊毛色形成过程中具有重要的作用。.(7)绵羊性腺中Gnαs和Gnαq表达呈组织特异性和时间依赖性;Gnαs和Gnαq在睾丸精母细胞、精原干细胞、支持细胞、间质细胞和精子,在附睾的主细胞和附睾间质细胞和附睾腔中表达。表明,Gnαq和Gnαs在睾丸的发育、精子的成熟与能量和葡萄糖代谢方面具有重要作用,推测Gnαs可能影响附睾管腔液的组成及精子成熟的微环境,影响精子成熟。
期刊论文列表
专著列表
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专利列表
DOI:--
发表时间:--
期刊:畜牧兽医学报
影响因子:--
作者:孙笑尉;张雪莲;李振;庞全海
通讯作者:庞全海
Molecular Cloning, mRNA Expression, and Localization of the G-protein Subunit Galphaq in Sheep Testis and Epididymis.
绵羊睾丸和附睾中 G 蛋白亚基 Galphaq 的分子克隆、mRNA 表达和定位。
DOI:--
发表时间:2016
期刊:Asian-Australas J Anim Sci
影响因子:--
作者:Lu, Jieli;Sun, Xiaowei;Pang, Quanhai;Zhao, Yiwen
通讯作者:Zhao, Yiwen
Toxicity Studies of Ethyl Maltol and Iron Complexes in Mice.
乙基麦芽酚和铁络合物对小鼠的毒性研究。
DOI:10.1155/2017/2640619
发表时间:2017
期刊:BioMed research international
影响因子:--
作者:Li Z;Lu J;Wu C;Pang Q;Zhu Z;Nan R;Du R;Chen J
通讯作者:Chen J
Expression and Distribution of the Guanine Nucleotide-binding Protein Subunit Alpha-s in Mice Skin Tissues and Its Association with White and Black Coat Colors.
鸟嘌呤核苷酸结合蛋白亚基α-s在小鼠皮肤组织中的表达和分布及其与白色和黑色毛色的关系。
DOI:10.5713/ajas.15.0711
发表时间:2016-10
期刊:Asian-Australasian journal of animal sciences
影响因子:--
作者:Yin Z;Zhao X;Wang Z;Li Z;Bai R;Yang S;Zhao M;Pang Q
通讯作者:Pang Q
Identification of differentially expressed Gnalphas and Gnalpha11 in sheep (Ovis aries) skins associated with white and black coat colors.
鉴定与白色和黑色毛色相关的绵羊 (Ovis aries) 皮肤中差异表达的 Gnalphas 和 Gnalpha11。
DOI:--
发表时间:2016
期刊:Acta Histochem
影响因子:--
作者:Li, Zhen;Bai, Rui;Zhao, Min;Pang, Quanhai
通讯作者:Pang, Quanhai
PEDF/Wnt/β-catenin信号途径调控绵羊毛色形成的机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:54万元
- 批准年份:2022
- 负责人:庞全海
- 依托单位:
KLF4基因在MAPK信号通路中对绵羊毛色形成调控机制的研究
- 批准号:31872532
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:61.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:庞全海
- 依托单位:
MC1R基因对羊驼毛囊干细胞表达毛色蛋白的影响
- 批准号:30972223
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:32.0万元
- 批准年份:2009
- 负责人:庞全海
- 依托单位:
国内基金
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