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哺乳动物毛色是一个多基因控制的性状，Agouti基因是研究哺乳动物毛色发生的一个主要的候选基因。Agouti信号蛋白具有多方面的效应，与皮肤颜色、糖尿病、肥胖、性行为和肿瘤易感性等均有关。1994年，小鼠Agouti信号蛋白(Agoutisignalprotein，ASP)被发现与黑皮素受体1(Melanocortin-1-receptor,MC1R)具有高度的亲和力，拉开了研究Agouti信号蛋白多效性机制的序幕。 本研究以8个存在毛色差异的染色体工程小鼠为研究对象，利用电脑测色配色仪检测这几个品系和C3H/He小鼠毛色，发现这8个品系的K/S值分别居于C3H/He小鼠的K/S值两侧。以C3H/He小鼠的K/S值为界划分，可将这8个品系的小鼠划分为浅灰和深灰两种类型。DNA芯片分析将毛色相关基因定位到小鼠2号染色体上的rs13476817和rs13476889之间，其中有一个鼠灰色相关基因Agouti，因此，选择Agouti为候选基因。 Sanger法测定候选基因AgouticDNA序列，测序结果表明Agouti基因开放读码框(ORE)长396bp，编码131个氨基酸的Agouti信号蛋白。在小鼠AgouticDNA序列共发现5个SNPs，并对单核苷酸多态性进行了分析，结果显示，浅灰鼠和深灰鼠皆发生A37G的突变;浅灰鼠发生G108A和G110A的突变以及A309G的突变;深灰鼠发生C286G的突变。因此，将浅灰鼠发生的突变定义为Ⅰ类突变型，深灰鼠发生的突变定义为Ⅱ类突变型。RT-PCR定量发现在Ⅰ类突变型、Ⅱ类突变型以及C3H/He小鼠中Agouti基因mRNA相对表达水平无明显差异，表明AgouticDNA序列多态性对Agouti基因表达无影响。排除掉基因表达量对毛色发生的影响，仅剩下ASP蛋白空间构像对毛皮肤组织不同颜色的潜在影响，因此，我们从Agouti信号蛋白的空间构象着手分析。 Agouti信号蛋白的N端糖基化位点和主要富含半胱氨酸区的C末端对保留ASP完整的生物学功能十分重要，而富含赖氨酸/精氨酸残基的中间区的基因突变似乎不影响ASP的生物学功能。运用生物信息学分析，发现只有Ⅱ类突变型第286位的突变点发生在富含半胱氨酸的C末端，导致精氨酸突变为甘氨酸。该错义突变使Ⅱ类突变型的Agouti信号蛋白二级结构的C末端比野生型多了一个γ转角和一个二硫键，却少了一个β转角，导致其三级空间结构以及其与受体的结合能力比野生型有所下降。并且通过利用电脑测色配色仪对不同品系间存在毛色差异的小鼠进行毛色检测，发现Ⅱ类突变型小鼠的毛色相较于野生型和Ⅰ类突变型小鼠也是偏向于较深的灰色。符合Agouti信号蛋白C末端突变会降低抑制α-MSH结合到受体MC1R的能力，从而使黑色素/褐黑色素比例升高，动物毛发颜色主要偏向黑色这一论据。 综上所述，我们在候选基因Agouti编码区发现的突变(R96G)为重要错义突变，其抑制α-MSH结合到受体MC1R的能力，是使Agouti小鼠的毛色偏向于黑色的成因。