[发明专利]诊断Piwil1基因突变导致的男性不育的方法及试剂盒

说明书

本发明涉及诊断Piwil1基因突变导致的男性不育的方法及试剂盒。本发明揭示了一种与男性不育如无精症相关的基因，即Piwil1基因。并且，鉴定了Piwil1基因多处突变可导致男性不育的发生。因此，Piwil1基因可作为诊断男性不育的靶基因，并且可被应用于开发对于上述疾病有效的治疗药物。本发明还首次对PIWIL1参与鱼精蛋白取代组蛋白的机制给出了解释。

技术领域

本发明属于诊断基因突变的领域，更具体地，本发明涉及诊断Piwil1基因突变导致的男性不育的方法及试剂盒，以及可治疗男性不育的多肽。

背景技术

基因组DNA在真核细胞中多被以八聚体形式存在的组蛋白结合，然而在许多动物的成熟精子中组蛋白将被鱼精蛋白取代。鱼精蛋白是一类小的、高碱性的蛋白分子，其与DNA结合可以形成更为紧密的结构，从而将基因组DNA压缩存储在的精子头部，这对于形成功能性的精子至关重要。鱼精蛋白取代组蛋白是一个复杂的过程，其发生于减数分裂后的变形期，此时雄性生殖细胞自球型精子细胞经由变形期形成成熟精子。尽管鱼精蛋白发现至今已过百年，人们也已经认识到组蛋白替换缺陷与男性不育存在关联，但是其中的致病机制至今尚未得到很好的阐述。

进化保守的PIWI蛋白属于Argonaute蛋白家族的PIWI亚家族成员，其特异性的在生殖细胞中表达。多种PIWI蛋白可以与生殖细胞特异性的PIWI相互作用RNA(piRNAs)相结合，从而维持基因组的稳定性与完整性。大量研究表明，PIWI蛋白在线虫、果蝇、鱼、小鼠的配子发生过程中发挥了重要的作用。例如，果蝇中的PIWI蛋白家族包括Argonaute 3，Aubergine与PIWI三个家族成员，其对于雄性及雌性果蝇生殖细胞的形成及生殖干细胞的维持都是必需的。小鼠包含三个PIWI家族成员，MIWI、MILI、以及MIWI2，这三者均在睾丸中高表达，且对雄性个体的可育性十分重要。

PIWI蛋白包括四个功能域：N端、PAZ、MID以及PIWI。其中，PAZ与MID功能域可以结合piRNA，PIWI功能域可以发挥RNase H的活性，但是对于N端的功能现在还未得到很好的阐释。

人的PIWI家族包括HIWI(PIWIL1)、HILI(PIWIL2)、HIWI2(PIWIL4)和PIWIL3四个成员，其均主要在睾丸中表达，但其在生精细胞发育过程中的作用机制并不清楚。尽管Gu及其同事在2010年报道了在Hiwi中的几个SNP，但是目前尚无相关功能方面的研究。

发明内容

本发明的目的在于提供诊断人Piwil1基因突变导致的男性不育的方法及试剂盒，以及可治疗男性不育的多肽。

在本发明的第一方面，提供一种突变型人Piwil1基因或其编码的多肽，相应于野生型人Piwil1基因或多肽，该突变型人Piwil1基因的核苷酸序列第649-672位碱基中存在碱基突变；或相应于野生型人Piwil1基因编码的多肽，该突变型人Piwil1基因编码的多肽的氨基酸序列第217-224位中存在氨基酸突变。

在一个优选例中，所述的第649-672位碱基中存在碱基突变包括：第649-651位的AGG突变为GCG；或第658-660位的TTG突变为GCG，GGG，CGG；或第670-672位的AAT突变为CAT；或所述的第217-224位中存在氨基酸突变包括：第217位由R突变为A；或第220位由L突变为A、G或R；或第224位由N突变为H。

在本发明的另一方面，提供人Piwil1基因或其编码的蛋白在制备诊断男性不育(如无精症)的试剂或试剂盒中的应用。

在本发明的另一方面，提供特异性识别所述的突变型基因或其编码的蛋白的试剂的用途，用于制备诊断男性不育的试剂或试剂盒。

在一个优选例中，所述的试剂包括：特异性扩增或鉴定人Piwil1基因第649-672位碱基中是否发生突变的引物、探针或芯片。