鸡IL18基因内含子1的遗传多样性分析及其对基因表达调控的影响

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IL18作为IL家族的重要成员,根据现阶段研究表明其同时对个体的免疫及能量代谢都有着重要的调控作用。在鸡人工选择(驯化)过程中,随着鸡生产性能的提升,鸡的免疫力却在下降。在本实验室前期研究中,罗威等(未发表)通过对多个品种的全基因组测序发现,IL18基因与鸡肤色基因BCO2间高度连锁,且其内含子1可分为野生型(白皮)与突变型(黄皮)两种基因型。通过进一步的内含子1转录因子结合位点预测,提示鸡中IL18两种基因型可能存在功能上的分化。本研究通过5’-RACE,扩增了IL18的5’-UTR,并鉴定到5’-UTR与外显子间存在一个内含子。进一步,我们对不同群体的IL18在5’-侧翼区、5’-UTR及内含子1中的变异进行了筛查,印证了高通量测序的结果,即鸡IL18基因在其内含子1、5’-UTR内含子、5’-UTR及5’-侧翼区存在两种基因型(野生型与突变型)。为探讨IL18两种基因型间是否存在功能性上的分化,我们首先对瑶鸡(4周龄)中的两种基因型个体的不同组织进行IL18表达量检测,发现两种基因型在肝脏组织中表达量存在差异,提示鸡IL18野生型与突变型可能存在转录活性的分化。为明确IL18两种基因型间功能分化的遗传分子机制,本研究通过构建两种不同基因型的p GL3-promoter与p GL3-basic载体,发现鸡IL18两种不同基因型的5’-侧翼区、5’-UTR内含子及内含子1在体外水平存在显著的转录调控活性差异,野生型相较突变型表现出更高的转录调控活性。具体来说,IL18野生型相较IL18突变型的5’-侧翼区具有更高的启动子活性;而突变型内含子1相较野生型具有更高的转录调控活性;但5’-UTR内含子与内含子1的双荧光共转染实验表明,IL18野生型相比IL18突变型,具有更高的转录调控活性。以上结果表明,IL18的5’-侧翼区与5’-UTR内含子的分化,可能是导致IL18功能分化的关键所在。此外,为探讨IL18在鸡宿主免疫中的功能,通过构建过表达与RNA-i干扰载体,并对转染后的DF-1细胞分别进行柔嫩艾美尔球虫攻毒实验,我们发现过表达IL18三小时后,相较对照组,DF-1的IL18过表达细胞系表现出更强的柔嫩艾美尔球虫耐受性(P<0.01);有趣的是,干扰IL18后并未使得球虫入侵率变高,反而稍有下降,但与对照组相比差异并不显著,引起此现象的具体原因及机制我们尚不清楚,有待进一步研究。本文对鸡IL18两种基因型的功能是否存在分化进行了探讨,初步发现野生型IL18相较突变型IL18具有更高的转录活性;通过柔嫩艾美尔球虫细胞攻毒实验,表明IL18的转录活性与鸡宿主免疫紧密相关。本研究的结果为回答鸡在人工选择/驯化过程中,生产性能提升而免疫性能却下降这一现象,提供了新的视角。
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