[发明专利]DNMT1基因在猪卵巢颗粒细胞中的应用

说明书

本发明公开DNMT1基因在猪卵巢颗粒细胞中的应用，属于细胞工程和基因工程技术领域。本发明以DNA甲基化形成的催化酶DNMT1为切入点，从细胞水平和分子水平探究DNMT1对pGCs增殖、凋亡及E2分泌的影响。结果显示，DNMT1基因参与促进颗粒细胞的增殖和E2的分泌，抑制颗粒细胞的凋亡熟。本发明同时为研究DNA甲基化对卵巢卵泡发育及母猪繁殖性能的影响机制提供了重要的价值。

技术领域

本发明属于细胞工程和基因工程技术领域，具体涉及DNMT1基因在猪卵巢颗粒细胞中的应用。

背景技术

众所周知，母猪生产繁殖效率对猪现代集约化养殖生产的经济效益具有极大的影响，约10％～30％的选育后备母猪因乏情或受孕易失败被淘汰，近年来国内外学者在生产繁殖性状的基础研究和实际应用方面开展了许多工作。卵巢是母猪正常繁殖的基础，卵泡的生长分化是卵巢机能的重要保证，颗粒细胞的分化和生长是原始卵泡生长启动的关键。猪卵巢颗粒细胞(porcine granulosa cells,pGCs)凋亡是卵泡闭锁的主要标志，当卵泡发生闭锁时，颗粒细胞产生的雌激素减少，孕激素随之增加，从而引起机体一系列生理生化反应。在卵泡的整个生长发育过程中，大约99％的卵泡会出现闭锁退化，甚至死亡等现象，仅有极少数的卵泡能在生殖激素的调节作用下正常生长发育成熟并排卵，导致母猪的繁殖能力严重下降。

影响母猪生产繁殖效率的因素主要包括遗传、营养、环境、饲养管理及其他因素，其中表观遗传学是近年来的研究热点。表观遗传学(epigenetics)是指在DNA碱基序列不发生改变的情况下，基因表达及功能发生了可遗传的变化，并最终导致表型的变化。表观遗传的形式有很多种，包括DNA甲基化(DNA methylation)、组蛋白修饰(histonemodification)、基因组印记(genomic imprinting)、母体效应(maternal effects)、基因沉默(gene silencing)、RNA编辑(RNA editing)等。其中DNA甲基化(DNA Methylation)是指在DNA甲基化转移酶(DNA methyltransferases，DNMTs)的催化作用下，将甲基供体S-腺苷甲硫氨酸(SAM)提供的CH₃转移结合到DNA分子特定的碱基上。在哺乳动物中，功能性的DNMTs主要有DNMT1、DNMT3A、DNMT3B三种亚型，是DNA甲基化的关键催化调控酶。在表观遗传研究中，DNA甲基化调控基因表达的机制是甲基基团会阻止特定基因与转录因子的结合作用，导致转录水平上基因沉默，从而干扰基因表达。大量的研究表明，DNA甲基化与细胞增殖凋亡、细胞周期、分化、细胞功能等方面有着密切的联系，主要是通过调控细胞中各大信号通路关键基因的表达来实现。

目前，在哺乳动物已知具有活性的DNMTs的3种亚型中，DNMT1是DNA甲基化含量最高的DNA甲基转移酶，其主要功能是维持甲基化，DNMT1对半甲基化底物具有极高的亲和力，对半甲基化DNA的催化效率比未甲基化的DNA高7至100倍，是极重要的维持性甲基转移酶，但与DNMTs家族其他成员相比，DNMT1的从头合成甲基转移酶活性仍最强。DNMT1由1620个氨基酸组成，分子的结构域主要分为N端特异结合区和C端催化结构域，其中N端结构域是DNMT1分子识别半甲基化DNA与非甲基化DNA的关键区域，是DNA复制的核心结构，也为DNMT1与多种蛋白之间的互作提供了分子结构基础。DNMT1作为哺乳动物基因组表观遗传修饰中DNA甲基化的关键基因，其编码的蛋白也是一种分子量大且功能复杂的酶，具有多种调控功能，参与机体发育过程中干细胞生长、细胞增殖、器官发育、衰老和肿瘤发生等多个生物学过程。而目前DNA甲基化或DNMT1对猪卵巢颗粒细胞的影响仍未见报道。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供DNMT1基因在猪卵巢颗粒细胞中的应用。从细胞水平和分子水平探究DNMT1基因对母猪卵巢颗粒细胞增殖和周期、凋亡以及E2分泌的影响。

本发明的另一目的在于提供DNMT1基因在制备调节猪卵巢颗粒细胞的增殖、凋亡以及分泌E2的药物中的应用。