[发明专利]一种肌内脂肪沉积LEPR基因

说明书

  

一、技术领域

本发明涉及动物分子育种的基因工程技术，特别是一种与猪肌内脂肪沉积相关的瘦素受体（Leptin receptor，LEPR）基因技术。

二、背景技术 

近年来，由于猪的选育工作中过度追求高瘦肉率，导致猪肉品质的严重下降。随着生活水平的不断提高，人们对猪肉颜色、嫩度、风味等肉品质特性的要求也越来越高。肌内脂肪（Intramuscular fat, IMF）是影响肉品质的重要因素，目前已得到越来越多的认识和重视。肌内脂肪的沉积是一个复杂的生理生化过程，主要涉及肌肉内甘油三酯的代谢，包括甘油三酯的合成、分解及转运等过程。一些和脂肪沉积相关的激素也能影响肌内脂肪的沉积。

Ob基因（Obese）近年来受到广泛的关注，该基因于1950年首次在小鼠上被发现，为常染色体上隐性遗传，该基因正常的表达产物现在称之为瘦素（Leptin），为脂肪细胞分泌的一种激素。最早的研究报道Leptin对动物体能量平衡产生巨大影响，Leptin表达及分泌量的增加会显著降低动物的体重和采食量，显著加强机体能量的分解代谢及产热反应。大多数学者认为leptin作用于下丘脑-垂体-性腺轴，它与leptin受体（Leptin receptor，LEPR）结合后，发挥调节机体能量代谢平衡、代谢、饮食摄入、生长、生殖等功能。此外，LEPR与瘦素在外周与中枢间的交流中也有重要作用。研究发现LEPR基因突变与肥胖、胰岛素抵抗及糖尿病相关。有研究资料表明，LEPR的饱和程度与肥胖程度呈正比。而肥胖型大鼠中LEPR可能都已饱和，这就解释了为什么有些肥胖鼠血清中虽有较高浓度的Leptin，但没有减肥效果（刘建忠，1999）。此外，还发现Leptin可能必须与LEPR结合才能被运输通过大脑屏障，而在肥胖动物中这种转运效率很低。因此，血清中LEPR的状况将影响Leptin的生物活性，这也是导致Leptin具有抗性的主要原因。 

1995年Tartaglia第一个成功地从小鼠脉络丛中克隆出LEPR基因，小鼠LEPR基因定位于4号染色体，人类LEPR基因位于1p31,长约5.1Kb，含20个外显子，19个内含子，编码1165个氨基酸。瘦素受体分布广泛, 主要存在于中枢神经系统，尤其是大脑脉络丛、下丘脑，但许多外周组织，如肝脏、肾脏、心脏、脾脏、睾丸、骨骼肌、脂肪组织及胰岛细胞表面等也都存在LEPR，提示其有广泛的生物学作用。 

目前对LEPR基因的研究主要集中在人类代谢性疾病如肥胖、胰岛素抵抗及糖尿病，以及对性激素分泌的影响等方面。但对leptin与肌内脂肪含量的相关性研究还较少。进一步研究ob基因的遗传变异与肉质相关性及对脂肪沉积的影响等有着非常重要的意义。 

三、发明内容 

本发明的目的是提供一种肌内脂肪沉积LEPR基因，采用基因芯片技术和生物信息学分析方法，在对猪肌肉组织和肌内脂肪细胞基因表达谱的研究中发现LEPR基因参与肌内脂肪细胞脂类代谢过程，并首次从版纳微型猪肌肉组织中克隆了LEPR基因。

一种肌内脂肪沉积LEPR基因，是从版纳微型猪肌肉组织中分离、克隆的与肌内脂肪沉积相关的瘦素受体(LEPR)基因，基因的CDS序列全长为3498bp, 其CDS核苷酸序列如SEQ.ID.NO.1。并且，CDS核苷酸序列编码1165个氨基酸，氨基酸序列如SEQ.ID.NO.2。 对上述特征的肌内脂肪沉积LEPR基因设计引物，进行PCR扩增，检测LEPR基因在猪心、肝、脾、肺、肾、肌肉和脂肪七个组织的组织表达谱，结果显示LEPR基因在肝脏和肺中表达量最高，脂肪组织其次，初步表明LEPR基因在脂肪细胞中调控脂肪沉积的功能。 

猪是脂肪沉积型动物，其脂肪沉积能力在不同品种之间变化很大。我国一些肉质优良的地方猪种是最宝贵和稀缺的基因资源，这在优质猪肉的培育中有独特的利用价值。版纳微型猪是云南省优良的地方猪种，具有耐粗饲、适应性强、肉质优良、肌内脂肪丰富，肌纤维细密，肉质鲜嫩等优良特性。然而，目前对版纳微型猪的生长发育及肌内脂肪沉积的分子机制知之甚少。近年来，本发明采用基因芯片技术和生物信息学分析方法，在对猪肌肉组织和肌内脂肪细胞基因表达谱的研究中发现LEPR基因参与肌内脂肪细胞的脂类代谢过程，并首次从版纳微型猪肌肉组织中克隆了LEPR基因。因此，研究版纳微型猪LEPR基因的序列与表达模式，分析其核苷酸和氨基酸序列结构，从分子水平了解版纳微型猪肌内脂肪沉积较多的特点，为进一步研究该基因的功能及为改善猪胴体脂肪性状的育种工作提供理论基础。