piggyBac转座子大容量转基因及Otg1突变导致代谢异常的机理研究

【摘要】在转基因研究和基因治疗中,将每个全长基因准确的导入哺乳动物和人类基因组中是必需的。然而现有基因转移系统携带基因片段的局限性、基因拷贝数的不可控性和整合位点的不确定性成为在转基因和基因治疗中的最大障碍。我们研究发现改造的piggyBac(PB)转座子能有效的将超过200kb的完整大片段基因转移到人类和小鼠细胞中,以及小鼠体内。PB介导的转基因使单拷贝的全长基因稳定的整合到基因组中,并且转基因按照内源性的表达谱在小鼠体内稳定表达。改造的PB转座子使大片段基因的稳定整合和传递更加便利,其介导的转基因的表达受到调控。大包装容量可以携带基因表达所需的调控序列,基因表达的位置效应不明显。因此,PB转座子可作为一种高效可靠的转基因和基因治疗工具,运用到对人类基因组功能的研究和基因治疗中。糖代谢的精确调控是机体执行正常生理功能的基本保证。血糖异常增高为主要特征的胰岛素抵抗和糖尿病是现代社会面临的重要健康挑战,而低血糖则会引起眩晕、惊厥等不良反应,严重时永久损伤脑组织并危及生命。我们在PB转座子介导的大规模基因插入诱变中获得了未知功能基因Otg1的突变,发现该基因编码的蛋白位于高尔基体等处。突变体出生后出现低血糖、低胰岛素、生长迟缓等代谢异常并陆续死亡,提示Otg1蛋白可能参与了体内糖代谢调节。本论文进一步研究发现Otgl突变体中生长激素及IGF-1水平下降,胰岛素分泌囊泡减少。论文通过质谱分析获得了CaMKⅡ在内的一批候选互作蛋白,并发现Otg1蛋白缺失导致CaMKⅡ磷酸化水平降低。这些结果表明Otg1可能通过CaMKⅡ对多种激素进行调节。对Otg1基因功能的阐述将为研究代谢异常造成的人类新生儿死亡等疾病的相关机理和信号通路提供新的线索,为糖代谢和蛋白转运等研究提供新的知识。
【作者】李荣波；
【导师】许田；吴晓晖；
【作者基本信息】复旦大学，发育生物学，2013，博士
【关键词】piggyBac转座子；转基因；基因治疗；Otg1；糖代谢；CaMKⅡ；

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