《家蠶縮蠶突變基因的定位克隆及功能研究》是依託西南大學，由劉春擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：家蠶縮蠶突變基因的定位克隆及功能研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉春
- 依託單位：西南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
家蠶縮蠶（cot）突變是一種行為突變。cot純合幼蟲的體長比野生型略短，用手觸摸後，身體縮為三分之二或一半，伴隨吐消化液和身體翻轉，並在一段時間內保持不動。因其表型與人類癲癇疾病類似，cot突變體研究備受關注。項目在前期的研究過程中，發現cot突變表型是受溫度誘導的，當cot在30℃下處理5分鐘以上，即誘發癲癇表型。儘管日本學者已將cot定位於家蠶第15連鎖群的25.0，但到目前為止，仍未精確定位該突變基因，其突變機制也不清楚。因此，本項目擬通過定位克隆方法，結合家蠶基因組物理圖譜和遺傳多態性圖譜，對突變品種與正常品種的回交群體及親本進行SNP分子標記的連鎖分析，鎖定突變區域；分離克隆cot突變基因；利用基因沉默或者轉基因對侯選基因進行功能驗證，在此基礎上，研究癲癇表型與溫度的關係，闡明cot突變基因引起癲癇表型的分子機理，為醫學上對家蠶cot突變基因的套用提供理論參考。
結題摘要
家蠶縮蠶（cot）突變是一種行為突變體，其表型為cot幼蟲的體長比野生型略短，用手觸摸後，身體縮為三分之二或一半，伴隨吐消化液和身體翻轉，並在一段時間內保持不動。縮蠶突變由單基因控制，呈隱性遺傳，被定位於第15連鎖群的25.0位點。因其表型與人類癲癇疾病類似，cot突變是極其珍貴的行為遺傳研究材料。由於cot突變表型的鑑定最初是用人手摩擦蠶體誘導突變表型的產生，但該鑑別方法因個人用力差異及體溫差異導致突變表型的誘導不穩定。項目組首先通過溫度和物理刺激兩方面的因素探索其誘發原因，結果表明，cot的突變性狀主要由溫度誘導產生。為了分離鑑定其突變基因，本項目利用定位克隆方法對其進行分離克隆。研究結果表明，一個編碼鉀離子通道蛋白（Bmsei）基因發生突變。蛋白的組織定位表明該蛋白主要在神經組織細胞中表達，而且，蛋白隨著溫度的上升會發生降解。為了驗證其功能，本項目利用胚胎RNAi技術對其進行了功能研究，結果表明，干涉後的蠶在高溫誘導下也誘導出與cot類似的突變表型；同時，項目組利用目前癲癇疾病的誘導試劑及抑制劑分別注射正常家蠶及cot，結果顯示，正常家蠶注射癲癇疾病的誘導試劑後表型出cot表型，而cot在注射挽救試劑後，其症狀明顯減輕。這些研究結果表明，Bmsei基因是cot的突變基因；同時表明，家蠶具有作為癲癇疾病昆蟲模型的潛能。為了揭示Bmsei基因突變後引起cot突變體中其它分子途徑的變化，本研究還利用轉錄組學及蛋白質組學對其進行了分析，結果表明熱激蛋白-1和Tn1在cot中受高溫影響後顯著上調，在回響高溫應激方面發揮重要的作用。參與泛素體系、菸鹼乙醯膽鹼受體的差異表達基因、心臟興奮-收縮偶聯過程、Notch信號通路也參與了這一過程。通過本項目的執行，為昆蟲高溫熱保護應急反應提供了分子參考，同時，也為家蠶作為癲癇疾病研究提供信息。
