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基因组印迹(Genomic imprinting)是一种表观遗传(Epigenetic)现象,是指哺乳动物的一少部分基因优先表达来自父系或者母系的等位基因。印迹基因在哺乳动物的生长发育和胎盘功能中起着重要的作用,印迹基因表达紊乱常伴随疾病的发生。牛由于具有实验动物(如啮齿动物)所不具备的诸多优势,成为后基因组时代人类疾病研究的新型模式生物。目前,印记研究主要集中在人和小鼠中,而牛中被鉴定的印记基因数量较少。本研究以牛的NTM、ZNF597、NAA60、GLIS3基因为研究对象,分析了这些基因在牛中的印记状态。Neurotrimin(NTM)对神经发育中有重要影响,在人类相关研究中是印记基因,但是在牛中的印记状态尚未揭示。我们分析了牛NTM基因的序列特征和编码蛋白结构,并鉴定NTM基因在成年牛组织和胎盘中的印记状态。本研究首先应用cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends,RACE)技术,得到1个牛NTM基因新的剪接体NTMxd(GenBank No.:MH037574),通过对其编码氨基酸序列进行分析,发现其N端具有更完整的跨膜信号。为了分析NTM基因在牛中的印记状态,首先通过PCR产物直接测序法在牛NTM基因上发现1个单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)位点,编号为rs42185569,然后提取杂合子牛胎盘和组织样本RNA,并进行反转录PCR(reverse transcription-PCR,RT-PCR)。对扩增产物直接测序,发现NTM基因在牛胎盘中和成年牛组织中均为单等位基因表达。ZNF597基因和NAA60基因是人ZNF597/NAA60印迹域上的两个父源印记基因,但在小鼠中这两个基因都是双等位基因表达。在本研究中,我们研究了ZNF597和NAA60在牛胎盘和成年组织中的等位基因表达。ZNF597基因在胎盘和脑、心、肝、脾、肺、肾、肌肉等7种组织中均为单等位基因表达,而NAA60基因在这些组织中呈双等位基因表达。此外,对ZNF597在牛胎盘中的印迹状态进行了深入分析,证实了ZNF597是母源等位基因表达。为确定DNA甲基化修饰是否参与了牛ZNF597印迹表达的调控,采用焦磷酸测序法分析了牛25号染色体上ZNF597/NAA60基因间两个CpG富集区的甲基化状态。10个CpG位点在牛ZNF597启动子区呈差异甲基化区(differential methylation region,DMR)甲基化模式。GLIS3基因作为转录阻遏物和激活剂,参与胰腺细胞、甲状腺、肝脏和肾脏等的发育。研究已经确定GLIS3基因在人中是印记基因,该基因的突变与新生儿和先天性甲状腺功能减退有关,而GLIS3基因在牛中研究甚少。我们通过分析SNP位点:rs43549703,测序结果表明GLIS3基因是双等位基因表达,确认牛GLIS3基因是非印记基因。研究表明NTM基因在牛中是印记基因,ZNF597基因是受DNA甲基化调控的母源等位基因表达的印迹基因,而NAA60基因和GLIS3基因在牛中为双等位基因表达。以上研究结果将为丰富牛的基因组印记以及揭示NTM、ZNF597、NAA60和GLIS3基因的功能奠定基础。