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PFBC致病基因XPR1果蝇同源基因CG10483功能初探

PFBC致病基因XPR1果蝇同源基因CG10483功能初探

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作者：王睿龙湖北大学

学位级别：硕士

原发型家族大脑钙化(Primary familial brain calcification,PFBC)是一种少见的神经系统显性遗传疾病,病变多发生于常染色体上。其特征为在大脑基底节部分出现钙化症状,这种疾病在临床上的表现有多种,包括帕金森症,痴呆和认知紊乱等。... 详细信息

原发型家族大脑钙化(Primary familial brain calcification,PFBC)是一种少见的神经系统显性遗传疾病,病变多发生于常染色体上。其特征为在大脑基底节部分出现钙化症状,这种疾病在临床上的表现有多种,包括帕金森症,痴呆和认知紊乱等。目前已发现五个PFBC致病基因。其中SLC20A2、PDGFRB、PDGFB发现时间较早已有多个课题组对其进行过研究,而XPR1和ISG15的功能与作用还处于探索阶段。本课题主要专注于对XPR1基因的功能研究。XPR1编码的蛋白是一种逆转录病毒受体,其最先发现于小鼠研究中。目前已知XPR1编码的蛋白是由696个氨基酸组合而成,此蛋白多重跨膜,在后续的研究中发现此蛋白在细胞内控制着磷酸盐的输出,这是在人类中发现的唯一具有磷输出功能的蛋白。而在生物信息学的预测中,此蛋白的两端都位于细胞内,有两个重要的结构域分别为SPX和EXS。其中SPX结构域较为保守,在许多真核生物的蛋白质中都有发现,并且Legati等在PFBC患者中发现的XPR1基因突变大部分都位于此结构域中。果蝇在生物学研究中有着广泛的应用,由于其基因组有将近百分之五十的基因与哺乳动物存在同源基因,同时其有着体积小,遗传背景清楚,繁殖快等优势,因此果蝇常被用作生物模型以研究人类相关基因的功能机制。在果蝇体内CG10483(dxpr1)作为XPR1同源基因,其与XPR1基因的相似性有55%之多,这种相似度在生物学中已足以作为模式生物来研究此基因。在初期实验中我们利用d XPR1的RNAi与UAS-dxpr1果蝇做了初步试验,发现在三龄幼虫大脑中敲减dxpr1(RNAi)钙离子含量较野生型明显减少而UAS-dxpr1的结果则相反,进而我们利用GCa Mp技术进行了初步的RNAi筛选得到了两个可能与dxpr1相关的基因。目前已报道了六个XPR1致病的突变位点,在研究中我们选择有代表性的三个XPR1突变位点来研究其功能。本课题利用P因子插入和位点专一性重组的方法构建了三株在果蝇二号染色体上插入了外源点突变基因的品系果蝇。同时本课题用CRISPR/Cas9系统,设计了两条sgRNA注射入表达Cas酶的果蝇卵中,得到将dxpr1基因片段大部分缺失的突变体果蝇d XPR1,并初步检测了其表型。本实验构建的四株转基因果蝇品系,将会为进一步探究dxpr1机制与突变位点功能提供基础。

关键词： PFBC XPR1 dxpr1 CRISPR/Cas9 黑腹果蝇

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