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黑线仓鼠白化突变系(A:CHA)是徐植岚等人在黑线仓鼠种群内发现的一种自发突变的眼皮肤型白化动物。A:CHA品系在体表寄生虫,皮肤微循环、辐射防护、以及流行病学等各方面的应用,都表现出了比黑线仓鼠具有更多的优越性。A:CHA品系的培育在医学研究领域提供了新的动物模型,同时也为我国实验动物领域增添了一个新型的动物模型品系。 为了进一步分析A:CHA品系白化性状产生的原因,完善品系的遗传背景资料,本课题对黑线仓鼠及其A:CHA进行转录组测序。首先利用A:CHA品系与黑线仓鼠进行回交后产生F1代小鼠,然后将F1代小鼠进行交配,产生性状分离的F2代。其中白色的F2代为纯合子,而黑色的F2代可能为纯合子也可能是杂合子。将黑色的F2代与白色的纯合子交配,未产生性状分离的为纯合子。由此产生的黑色和白色纯合子,遗传背景基本一致,在进行RNA-seq分析时,非特异性的差别就会较少。选择2只黑线仓鼠和白化突变系纯合子个体,4只个体分别命名为白1、白2、黑1、黑2,利用TRIZOL法提取2只黑线仓鼠、2只白化突变系纯合子个体的皮肤总RNA,经质量检测合格后,交由华大基因进行RNA-seq测序和分析。 对RNA-seq测序所得基因进行分析,获得二者差异表达的基因,并利用荧光定量和Western-blot进行验证,所得结果如下: 1.通过对黑线仓鼠及其白化突变系进行的转录组测序,共得到42,665,789条reads,拼接过滤后得到了有注释的显著差异基因(FDR≤0.001且log2Ratio≥1)有3675个,其中上调基因有1691个,下调基因有1984个。黑1:白1,黑2:白1,黑1:白2,黑2:白2全部下调大于2倍的基因有92个,全部上调大于2倍的基因69个。黑色素合成通路中酶的变化不明显,可能细胞内或细胞间的运输存在障碍,这与前期研究中病理学观察到的结果相符。按照蛋白质的功能划分,泛素化蛋白(363个)占总差异蛋白的9.87%,超过了皮肤中总量最多的角质蛋白,推测黑色素的运输障碍可能与蛋白的泛素化存在一定的关联性。 2.Gene Ontology功能显著性富集结果:细胞的组成显著差异的基因包括中间纤维、中间丝细胞骨架等。分子功能显著差异蛋白基因包括细胞骨架结合蛋白、受体结合蛋白、酶调节活性蛋白、结合蛋白以及酰基辅酶A脱氢酶活性蛋白基因等。生物学进程显著差异的基因包括发育过程、解剖结构发育、系统发育、器官发育和细胞分化相关基因等。 3.KEGG Pathway显著性富集结果:黑线仓鼠和A:CHA存在显著差别的信号通路主要包括PPAR信号通路、脂肪细胞因子信号通路、肥厚性心肌病信号通路、血管平滑肌收缩信号通路、致心律失常性右室心肌病信号通路和甘油酯的代谢信号通路等。 4.应用实时定量PCR方法验证了高通量测序得到的15个基因,结果表明这15个基因在黑线仓鼠及其白化突变系的表达差异性与测序结果基本一致,从而表明测序数据具有较高的可信度。 5.利用Western-blot对高通量测序的结果中的4种差异蛋白进行了分析,Western-blot结果与高通量测序结果存在一定的差异性,因此在分析结果时需要注意转录水平和翻译水平的差异。