兔Nnat,Mkrn3和Nap1l5印记基因表达模式分析

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基因组印记是不同亲本来源的等位基因差异表达,其作为一种独特的表观遗传学现象,协调着生长发育各方面有条不紊的进行。已有研究结果表明,当印记基因表达紊乱时,会引起发育缺陷、过度生长、生长迟缓、行为异常及各类肿瘤等疾病。因此深入研究印记基因的表达模式,将对探明相关遗传综合症、肿瘤发病机理有着重大意义,同时也为相关疾病的基因治疗提供理论基础。此外,基因组印记也成为了研究早期胎儿、胎盘发育以及调节单性生殖等相关研究领域的热点课题。作为实验动物,与小鼠相比,家兔有其独特的优势:易饲养、繁殖快以及在生理等方面与人类更接近。因此,家兔是更好的实验动物模型。目前,对小鼠、人、猪以及牛的印记基因表达模式了解甚多,而有关家兔的印记基因的表达模式报道较少,已确定的印记基因仅有一个。为此,本课题拟寻找家兔中新的印记基因并对其表达模式进行研究。本研究通过生物信息学法,预测了三个候选印记基因,Nnat,Mkrn3和Nap1l5,利用BSP及COBRA分析这三个基因的甲基化状态,以确定他们的差异性甲基化区域(DMR)。结果表明,Nnat,Mkrn3和Nap1l5的DMR在兔精子中均呈现完全去甲基化,而在卵细胞中完全甲基化。因此,推测Nnat,Mkrn3和Nap1l5在兔中为母源印记基因。通过实时定量PCR (qPCR)及RT-PCR分析Nnat,Mkrn3及Nap1l5在兔不同组织的表达水平。结果表明,Nnat在成年兔的脑及眼中表达,而在肝、肾中则不表达,推测Nnat在兔神经及眼发育调控中发挥了重要的作用;Mkrn3在成年兔的脑中表达,而在肝中不表达,推测Mkrn3参与了神经发育的调节;Nap1l5在成年兔的脑、肾及眼中表达,而在肝中不表达,表明Nap1l5可能参与了神经发育调控。总之,本研究表明Nnat,Mkrn3及Nap1l5在家兔中为母源印记基因,其在不同组织的差异性表达,揭示其不同的生物学功能。比较分析表明,这三种基因的表达与人及小鼠基本一致,显示了物种间印记基因表达模式的保守性,这将为研究印记基因在家兔早期胚胎发育、疾病的发生等相关领域奠定理论基础。
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