[发明专利]一种肌内脂肪沉积FTO基因

说明书

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脂肪沉积与肥胖相关（fat mass and obesity associated, FTO）基因技术。

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。因此，肌内脂肪细胞内的脂类代谢是肌内脂肪沉积的基础。

FTO基因(Fat Mass and Obesity Associated, FTO)是一种与肥胖相关的等位基因，也称肥胖基因。2007年英国牛津大学马克·麦卡锡等研究人员首先鉴别出了等位基因FTO基因，定位在人16号染色体上，一个副本来自父体，另一副本来自母体，呈双螺旋结构。体内FTO基因变异的人，如果两个副本均变异，其肥胖的几率会比那些无变异副本的人高出70％之多。小鼠实验表明，FTO基因过度活跃会造成小鼠饮食过度，从而导致体重大幅增加。对人类的研究发现，FTO基因使人缺乏对食欲的控制。正常的“一日三餐”无法消除FTO基因携带者的饥饿感，导致他们不停进食，并导致肥胖。且FTO基因对食欲的影响与年龄、性别、社会经济背景或身高体重指数无关。因此，FTO基因是与肥胖相关的重要基因。德国科学家发现，FTO基因受到抑制的老鼠出生后生长较慢，脂肪组织和瘦肉组织较少。出生6周之内，这些老鼠体重比其它同类轻30％至40％。研究人员认为，FTO基因会抑制新陈代谢，降低能量消耗效率而导致肥胖。因此，这些FTO基因受到抑制的老鼠消耗能量较快。此外，FTO基因也可能通过影响内分泌激素，如瘦素、脂联素、肾上腺素等来调控食欲和能量代谢过程。

FTO基因位于染色体16q12.2，基因全长约400kb，包括9个外显子，全部编码蛋白质。FTO基因在人、鼠、猪以及其他哺乳动物中高度保守。FTO基因属于非血红素双加氧酶超家族，编码２-酮戊二酸依赖型核酸脱甲基酶，是一种核酸修复酶，能作用于下丘脑弓状核，调节食欲和能量代谢。FTO基因mRNA在大脑内，尤其下丘脑mRNA的表达最丰富，但在其他组织也有表达。动物实验研究发现，FTO基因能够使DNA去甲基化，并参与DNA修复、脂肪酸代谢和翻译后修饰。基因组关联分析发现：FTO基因内有许多单核苷酸多态性位点，这些单核苷酸多态性位点与肥胖和胰岛素敏感性有关，FTO基因的变异增加肥胖和2型糖尿病的风险。

目前FTO基因的功能仍然还是一个谜。FTO基因与肥胖存在显著相关性毋庸置疑，但体育锻炼程度、饮食习惯、能量摄入对FTO基因表达的影响尚无定论。从目前的研究可以看出，FTO基因影响肥胖和2型糖尿病，然而FTO基因在很多组织中的广泛表达，是否预示着FTO功能的普遍性；FTO参与肥胖的同时，是否还参与其他生物过程，因此，FTO基因的功能鉴定及其作用机制需要进一步的研究。迄今为止，FTO基因的表达对猪肌内脂肪沉积和脂类代谢的影响及调节机理，国内外尚未见报道。

发明内容

 本发明的目的是提供一种肌内脂肪沉积FTO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FTO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FTO基因。

具体为：

 一种肌内脂肪沉积FTO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脂肪沉积与肥胖相关(FTO)基因，基因的CDS序列全长为1518bp, 其CDS核苷酸序列如SEQ.ID.NO.1。并且，CDS核苷酸序列编码505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FTO基因设计引物，进行PCR扩增，检测FTO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FTO基因在脂肪组织中大量表达，初步表明FTO基因在脂肪细胞中调控脂肪沉积的功能。