KLF(Kruppel-like factor)家族因子是一类羧基端具有高度保守的三个连续Cys2-His2锌指DNA结合结构域的转录调控因子。KLF因子通过特异结合靶基因启动子区GC富含序列包括GC-box或GT-box(也称为CACCC元件),调控靶基因表达。研究表明KLF家族因子在造血,血管再生,心肌重塑,淋巴细胞发育,脂肪细胞分化,肿瘤发生,糖异生,单核细胞激活,骨形成,神经发育和多能干细胞分化等一系列生理过程中都发挥重要的调控作用。在本研究中,我们分离和鉴定了猪KLF家族17个基因,通过深入的比较分析阐述KLF家族中17个因子的结构和功能特征,并将其定位在猪的相应染色体区段。本研究首次对KLF家族因子的基因结构和系统进化特点进行广泛而严谨的分析。另外,我们还研究了KLF15因子在脂肪细胞分化过程中的转录调控机制。本论文得到的基本结果如下：1.通过RT-PCR方法获得猪KLF家族17个基因的全长cDNA序列,其中的12个基因序列属首次报道。猪KLF家族17个因子的开放阅读框的大小在735bp至1485bp,分别编码244到494个氨基酸不等。猪KLF因子和人对应的同源蛋白具有很高的同源性,其全长的氨基酸序列的平均相似性为88.5%,而锌指结构域的相似性则高达98.2%。2.通过基因组PCR和可利用的猪基因组数据信息,获得并分析猪KLF基因家族的基因组结构。KLF家族17个基因的基因组结构在人,猪和小鼠间高度保守。3.通过辐射杂种板技术和可利用的猪基因组数据信息,将猪的KLF家族17个基因分别定位在1,2,3,4,6,7,8,10,11,15,18和X染色体上。猪KLF家族基因在染色体上的位置与已建立的人-猪比较基因组图谱相一致。4.首次利用9个具代表性物种共103条非冗余KLF家族因子氨基酸序列,进行系统和全面的KLF因子进化分析。根据进化分析可将KLF家族因子可以分成两个亚族,亚族又可以进一步分为KLF1/2/4/17,KLF3/8/12,KLF5/6/7,KLF10/11,KLF9/13/14/16和KLF15等亚群。比较无脊椎动物KLF家族因子,我们推测在进化过程中,KLF家族因子数目可能发生两次增多过程。第一次发生在脊索动物世系早期脊椎动物进化阶段。第二次增加发生在哺乳动物世系,最终形成目前已知的哺乳动物KLF家族17个因子。5.通过锌指结构域氨基酸序列的比对,获得KLF家族因子锌指结构域氨基酸序列的祖先序列,利用此序列能够有效预测未知物种潜在的KLF家族因子。6.通过KLF1/2/4/17亚群的系统进化分析表明,KLF4因子起源于早期脊椎动物发生阶段,与KLF2亲缘关系更近,可能是脊椎动物进化某一阶段由共同的祖先基因复制而来。比较不同物种KLF4基因包括外显子、内含子大小及数目的变化和假基因等结构特征,阐述在脊椎动物进化中KLF4基因的进化特征。7.在PCR扩增过程中,获得了KLF4基因的一个猪种中特异存在的差异剪切转录本。序列比对表明,与正常剪接的猪KLF4 mRNA相比,该转录本保留了一个99bp大小的内含子。通过比较分析KLF4基因启动子区和3’非编码区序列,讨论KLF4基因潜在的转录和翻译调控机制。8.在脂肪细胞分化过程中,KLF15和PPARγ2基因表达具有一定的时间一致性。通过构建的KLF15基因超表达载体分别和四个包含不同截短片段的PPARγ2基因启动子的荧光素酶报告基因表达载体共表达实验,发现KLF15因子对包含不同截短片段的PPARγ2基因启动子活性均有上调作用,暗示KLF15可能作用于PPARγ2基因启动子区的多个不同位点。