牛肌肉生长抑制素基因的研究进展

秦川牛生长抑制素基因克隆及原核表达研究周光现;常馨月;阚靖博;张恩平【摘要】试验旨在通过基因工程方法获得重组肌肉生长抑制素蛋白.提取秦川牛的骨骼肌总RNA,根据基因库中海福特牛肌肉生长抑制素基因序列设计合成特异性引物,引物两端分别加上BamH I和Xho I酶切位点及保护碱基,用RT-PCR方法扩增肌肉生长抑制素全长基因,并将其克隆到pMD18-T载体上,测序后经BamH I和Xho I双酶切,将目的片段插入到PGEX-4T-1中,构建原核表达载体PGEX-4T-1-M,将重组表达质粒转化至Rosetta(DE3)中诱导表达.结果表明,扩增的秦川牛肌肉生长抑制素全长基因1 128 bp,克隆载体经过DNA序列测定,所得基因与GenBank上发表的一致；成功构建原核表达载体PGEX-4T-1-M,经IPTG诱导,表达出了GST-M融合蛋白,用GST标签抗体做Western blotting印记证明产物大约69 ku,与预期大小相符,并在Rosetta(DE3)菌中成功的进行融合蛋白表达.%This experiment was conducted to obtain the recombinant myostatin by technique of gene engineering.The primers were designed and produced according to Herefords myostatin gene sequence.BamH I and Xho I enzyme cut sites and protective bases were added at the end of the primer respectively.The full fragment gene was cloned by RT-PCR from Qinchuan cattle muscle,and PCR product was cloned into the pMD18-T vector.The recombinant plas-mid pMD18-T was identified with BamH I and Xho I restriction enzyme, and the fragment were collected by agarose gel fraction method.After purification the fragment was ligated to the pGEX4T-l express vector, the recombinant pGEX4T-l express vector was constructed.After transformation, the engineered strain E.coli Rosette (DE3)/GST-M wasexpressed by the induction of IPTG.Sequencing analysis showed that the nucleotide sequence was the same as the published myostatin cDNA sequence 1 128 bp.The express vector pGEX4T-l-M was successfully constructed.The specific approximate 69 ku band was obtained by analysis of SDS-PAGE and GST-tag Western-blotting.The result indicated that myostatin protein had been expressed successfully in Rosetta(DE3) expressing system.【期刊名称】《家畜生态学报》【年(卷),期】2012(033)003【总页数】6页(P13-18)【关键词】秦川牛;肌肉生长抑制素;克隆;原核表达;蛋白印迹【作者】周光现;常馨月;阚靖博;张恩平【作者单位】西北农林科技大学动物科学学院,陕西杨凌712100;西北农林科技大学动物科学学院,陕西杨凌712100;西北农林科技大学动物科学学院,陕西杨凌712100;西北农林科技大学动物科学学院,陕西杨凌712100【正文语种】中文【中图分类】S811.6肌肉生长抑制素(myostatin, MSTN)又称GDF-8，属TGF-β( transforming growth factor beta转化生长因子-β) 超家族，是一类在骨骼肌中广泛表达的糖蛋白,其功能和表达量的变化可能会通过调节靶基因的表达，改变肌肉的纤维组成(红、白肌的比例)及造成肌肉重量的变化[1]。

2023·05XUMUSHOUYI 畜牧兽医摘要：肌肉生长抑制素（myostain ，MSTN ）又称生长分化因子8，是转化生长因子-β超家族的一员，是动物体正常运作所必需的蛋白质，也是肌肉发育的负性调节因子，决定了动物的整体肌肉质量。

由于MSTN 的突变，许多大型动物，包括牛、羊、狗和人类，都表现出“双肌”表型。

本文首先概述MSTN 的结构特征、表达规律、生物学功能和作用机制，然后介绍了肌肉抑制素基因的多态性在动物育种领域的重要意义，以及MSTN 基因编辑技术在牛、羊、猪等经济动物生产中的应用情况。

关键词：肌肉生长抑制素；双肌表型；多态性；基因编辑肌肉性状是影响畜牧生产中的重要经济性状，提高家畜肌肉品质是家畜育种工作者的毕生追求。

肌肉生长抑制素（myostain ，MSTN ），又名生长分化因子8（growth and differentiation factor 8，GDF8），是目前唯一明确的对骨骼肌生长发育和再生起负向调节作用的分泌性糖蛋白，对肌肉发育和稳态维持都起着重要作用，其自然突变或敲除导致的蛋白功能失活或者表达量下降都会导致肌肉异常发达，反之，其表达上升则会引起肌肉萎缩。

MSTN 缺失型家畜骨骼肌重量增加，使得肌肉与其他组织相比，比例大大提高。

自然界中存在MSTN 天然突变体动物：如比利时蓝牛、皮埃蒙特牛、特克赛尔羊，其肌肉异常发达的“双肌”表型引起了遗传育种研究领域的高度关注。

1MSTN 基因的结构特征MSTN 基因编码的MSTN 蛋白因其具有转化生长因子β（transforming growth factor beta ）超家族的典型结构特征而成为了TGF -β超家族的成员之一，但相较于其他家族成员，其C 端的氨基酸序列要更短一些。

MSTN 基因在不同物种中结构相似且高度保守，包括三个相似大小的外显子以及两个内含子，但其在不同脊椎动物物种中的染色体定位并不相同。

MSTN 位于人、黑猩猩、牛、绵羊和山羊的2号染色体上，位于小鼠1号染色体上，位于大鼠9号染色体上，位于猪15号染色体上，位于马18号染色体，位于狗37号染色体，而兔、鸡的该基因定位在7号染色体。

肌肉生长抑制素基因的研究进展杨瑾;周播江【摘要】生长分化因子-8,亦称肌肉生长抑制素(Myostatin,Mstn),是转化生长因子β超家族的一员.Mstn基因是一种主要表达于肌肉组织的分泌蛋白,也存在于脂肪组织、心脏及脑组织等多种组织中,其主要功能是调节肌细胞的生长与分化,在哺乳动物生长发育过程中起关键作用,并可能存在性别、年龄相关性.由于近年来发现Mstn基因还有很多潜在功能,且与很多疾病发生密切相关,故Mstn基因一直受研究者密切关注.本文主要对近10年关于Mstn基因的结构特点、在动物体内的表达、作用机制、基因表达调控和信号转导等方面的相关研究进展进行综述,以便为骨骼肌纤维类型转换相关机制的研究提供资料.【期刊名称】《遵义医学院学报》【年(卷),期】2018(041)004【总页数】6页(P513-518)【关键词】肌肉生长抑制素(Mstn)基因;骨骼肌纤维;新进展【作者】杨瑾;周播江【作者单位】遵义医学院解剖学教研室,贵州遵义563099;遵义医学院解剖学教研室,贵州遵义563099【正文语种】中文【中图分类】R322生长分化因子-8，也被称为肌肉生长抑制素(Myostatin，Mstn)，是转化生长因子β超家族的一员。

Mstn基因是一种主要表达于肌肉组织的分泌蛋白,其主要功能是调节肌细胞的生长与分化，在哺乳动物生长发育过程中起关键作用。

近来一直倍受研究者密切关注。

在动物体出生后，肌肉生长抑制素基因主要通过限制骨骼肌纤维数量和大小对骨骼肌生长发育起着重要的抑制作用[1]。

因此，在许多哺乳动物和鱼类体内，该基因损伤或目的性抑制肌细胞生长抑制素蛋白可以引起肌肉大量增生的相应表型出现，并引起肌纤维类型发生变化。

除了影响骨骼肌生长发育外，近年来还发现Mstn基因还参与糖类代谢，并对脂肪沉积起抑制作用[2-3]；在骨密度调控及雌性哺乳动物的生殖调控中，Mstn基因也起到一定作用[4-6]。

本文主要对有关Mstn基因的结构特点、在动物体内的表达、作用机制、基因表达调控和信号转导等的方面相关研究进展进行综述，以便为骨骼肌纤维类型转换相关机制的研究提供资料。

专论与综述肌肉生长抑制素基因的研究进展王　芳,赵春丽,郝艳红(东北农业大学动物医学院,黑龙江哈尔滨150030) 中图分类号:S811.3 文献标识码:C 文章编号:1004-7034(2003)04-0041-02关键词:肌肉生长抑制素;基因;双肌摘　要:肌肉生长抑制素(Myostatin)是骨骼肌生长发育的负调节因子,属于TGF-β超家族成员。

Myostatin基因的结构与功能的深入研究对畜牧业、医疗医药业具有重要意义和应用前景。

本文主要对肌肉生长抑制素基因(Myostatin)的结构、同源性、组织特异性及生物学功能的研究现状进行了综述,并讨论其应用前景。

1997年McPherron等[1]通过简并引物PCR(简并PCR)方法,扩增出一个约280kb的新产物,以此为探针筛选小鼠骨骼肌cDNA文库,得到全长的cDNA序列。

同源性实验证明此基因属于转化生长因子β(TGF-β)超家族成员,对骨骼肌生长有负调控作用,并具有肌肉组织特异性表达的特点,因此命名为肌肉生长抑制素(Myostatin,Mstn),又称为生长分化因子8 (growth differentiation factor-8,G DF-8)。

1　Myostatin基因的结构S onstegard等[2]通过荧光原位杂交,将猪的Myostatin基因定位于染色体15q2.3,并用第2内含子多态性和相关微卫星标记,构建了第15号染色体的连锁图谱。

Myostatin cDNA由一个可读框(opening reading frame, ORF)和编码376个氨基酸的核苷酸序列组成,包含三个外显子和两个内含子。

欧阳红生等[3]对猪的Myostatin基因进行克隆和序列测定,猪Myostatin cDNA序列为1756bp,其中1～1125bp编码氨基酸,起始密码子位于308bp处,外显子1编码第1～124氨基酸及第125氨基酸残基密码子的第1个碱基;外显子2为371bp,编码第125氨基酸残基的密码子的第2、3个碱基及第126～249氨基酸;外显子3编码第250～375氨基酸;终止密码子位于外显子3内。

细胞浆内,也可在细胞核内发现。

用多克隆抗血清对NS1的抗原性进行研究,结果发现,不同亚型毒株之间存在明显的交叉反应,但是用竞争R I A (放射免疫电泳)可检测到抗原漂移现象。

用单克隆抗体对A /W SN /33(H I N I)株的NS1进行研究,发现在该蛋白分子上有3个重要的抗原位点。

有研究报道,NS1蛋白N 氨基酸残基端第1~40位氨基酸为CD8+CTL 细胞所识别的抗原表位,用表达此段基因的重组痘苗病毒免疫小鼠可表现一定的流感病毒细胞毒活性,但不能够产生中和抗体。

当用致死剂量的A I V 进行攻击时,10只免疫的小鼠与对照组相比,第一批出现死亡的时间推迟了2d ,死亡率也大大降低(P <0105)。

Gac ia-sastire 运用反向遗传学的手段构建了1个缺失NS1基因的流感病毒。

通过研究这种缺失病毒的生物学活性,发现NS1蛋白对于抑制干扰素介导的宿主的抗病毒免疫应答起了关键作用。

研究证实,用同源或异源病毒攻毒后得到42%~50%的存活率,大部分免疫鸡排毒,表现明显的病征,这些结果与其他用重组DNA 疫苗免疫试验得到的结果相似[3]。

2 结论禽流感是一种全球性的烈性传染病,可在宿主中不断发生变异和基因重组,是21世纪我国养禽业将面临的最大的瘟疫性威胁。

禽流感可在禽、猪和人中进行传播。

A I V 不仅作为人流感的最大基因库而间接威胁人类健康,而且还可作为人类的新病毒而直接构成人类的威胁。

因此,预防禽流感具有重要的公共卫生意义和经济意义。

疫苗免疫是预防和控制禽流感的重要手段,各种蛋白在免疫中发挥的作用,对研制疫苗具有重要意义。

加大对禽流感防治方面的研究力度,采取广泛的国际合作,加强学术交流,不断推广新方法和新技术,从而使禽流感早日得到有效地控制。

参考文献:[1] CHEN W,CAL VOL P A ,M ALI DE D ,et a.l A novel i n fl u enza A V -irus m it ochondrial protei n t hat i ndu ces cell death[J].Nat u re M ed-i ci ne ,2001,7(12):1306-1312.[2] 朱建国,陆苹.禽流感病毒核蛋白研究进展[J].中国预防兽医学报,2003,25:72-73.[3] 程坚.表达和共表达H 9亚型禽流感病毒HA 基因和鸡I FN -Ⅱ基因的重组鸡痘病毒[D].扬州大学图书馆,2002.(011)收稿日期:2006-01-10作者简介:张增荣(1980-),男,硕士.通讯作者:朱 庆(1959-),男,教授,博士,博士生导师.肌肉生长抑制素(M STN )基因的研究进展张增荣,朱 庆*(四川农业大学动物科技学院,四川雅安625014)中图分类号:S852123文献标识码:A文章编号:1004-7034(2007)01-0019-03 肌肉生长抑制素(m yostati n ,M STN )是一类在骨骼肌中广泛表达的糖蛋白,其功能和表达量的变化可能会通过调节靶基因的表达来改变肌肉的纤维组成及造成肌肉重量的变化。

《MSTN基因突变对牛胆汁酸和脂质代谢的影响》篇一摘要：本文研究了牛的肌肉生长抑制素（MSTN）基因突变对胆汁酸和脂质代谢的影响。

通过实验数据，我们探讨了MSTN基因突变对牛的生理和营养特性以及在畜牧养殖中的应用价值。

本研究旨在深入理解MSTN基因的生物功能及其在胆汁酸和脂质代谢中的潜在作用，为牛的遗传改良和养殖业发展提供理论支持。

一、引言肌肉生长抑制素（MSTN）基因是近年来畜牧领域研究的重要基因之一。

其突变形式对于动物的生产性能具有重要影响，尤其是对肌肉生长、脂肪沉积等生理过程具有显著的调控作用。

在牛的养殖中，胆汁酸和脂质代谢对于动物健康和生产效率具有重要意义。

因此，研究MSTN基因突变对牛的胆汁酸和脂质代谢的影响具有重要的科学和实践价值。

二、材料与方法1. 实验材料本实验选取了不同MSTN基因型的牛作为研究对象，包括野生型和突变型。

通过PCR技术对牛的基因组进行扩增，并使用测序技术进行基因型鉴定。

2. 实验方法（1）收集不同MSTN基因型牛的胆汁样本，分析其胆汁酸成分及含量；（2）检测不同MSTN基因型牛的血清脂质指标，如总胆固醇、甘油三酯等；（3）分析基因突变对牛生理机能及产肉性能的影响。

三、结果与分析1. 胆汁酸成分与含量分析经过对不同MSTN基因型牛的胆汁样本分析发现，MSTN基因突变后，胆汁中的胆盐和胆汁酸成分存在一定的差异。

突变型牛的胆汁中胆盐含量相对较高，这可能与胆汁酸的合成和排泄有关。

而不同基因型牛的胆汁酸含量没有显著差异。

2. 血清脂质指标分析通过对不同MSTN基因型牛的血清进行检测，我们发现突变型牛的总胆固醇和甘油三酯水平相对较低。

这表明MSTN基因突变可能有助于降低牛体内的脂肪沉积水平。

3. 生理机能与产肉性能的影响MSTN基因突变在生理机能方面对牛具有积极影响，有助于提高肌肉生长速度和肌肉质量。

在产肉性能方面，突变型牛具有更好的屠宰性能和更高的瘦肉率。

这些变化与牛体内的代谢调节机制有关，特别是与胆汁酸和脂质代谢密切相关。

家畜肌生成抑制素基因的研究进展
金鑫燕
【期刊名称】《青海畜牧兽医杂志》
【年(卷),期】2009(39)6
【摘要】肌生成抑制素基因(mypstation,MSTN)活性的降低或丧失所出现的"双肌"动物,给畜牧业生产带来了显著的经济效益,因此,许多畜牧学者探讨如何利用MSTN来提高动物的生产力.本文对肉用大型家畜牛、猪、绵羊、山羊MSTN基因国内外研究进展及应用前景进行了综述,为家畜MSTN基因的进一步研究提供一定的理论参考.
【总页数】2页(P40-41)
【作者】金鑫燕
【作者单位】青海省畜牧兽医科学院,西宁,810016
【正文语种】中文
【中图分类】S829.9
【相关文献】
1.牛肌生成抑制素基因酵母双杂交诱饵载体的构建及鉴定 [J], 郑海舰;王军;柴孟龙;郑立双;窦长友;赵静
2.肌肉生成抑制素基因多态性与鹅肌内脂肪沉积的相关性分析 [J], 汤青萍;章双杰;郭军;邹剑敏
3.肌生成抑制素基因研究进展 [J], 李树伟;欧阳红生;王小霞
4.动物肌生成抑制素基因的研究进展 [J], 王全喜
5.木聚糖酶对AA肉鸡生产性能、内分泌及肌生成抑制素(MSTN)基因表达的影响[J], 程宝晶;李仲玉;张丽聪;单安山
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《截短gRNA降低牛MSTN基因敲除脱靶效率的研究》篇一摘要：本研究探讨了截短型gRNA（短引导RNA）在牛肌肉生长抑制素（MSTN）基因敲除过程中的脱靶效率问题。

通过对比不同长度gRNA对基因编辑效率和脱靶效应的影响，为优化基因编辑技术提供理论依据和实验支持。

一、引言随着基因编辑技术的快速发展，CRISPR-Cas9系统因其高效性和精确性在动物基因编辑领域得到了广泛应用。

然而，脱靶效应仍是限制基因编辑技术广泛应用的关键问题之一。

gRNA作为CRISPR-Cas9系统的重要组成部分，其设计对基因编辑的效率和特异性具有重要影响。

本研究旨在探讨截短型gRNA在牛MSTN 基因敲除过程中对脱靶效率的影响。

二、材料与方法1. 材料本研究采用牛的基因组DNA、CRISPR-Cas9系统及不同长度的gRNA（包括标准长度和截短型gRNA）。

2. 方法（1）gRNA设计：设计不同长度的gRNA，包括标准长度和截短型gRNA。

（2）基因编辑：利用CRISPR-Cas9系统，分别以不同长度的gRNA对牛MSTN基因进行敲除。

（3）脱靶效率检测：通过PCR扩增和Sanger测序等方法，检测基因编辑后的脱靶效率。

（4）数据分析：对实验数据进行统计分析，比较不同长度gRNA对基因编辑效率和脱靶效应的影响。

三、结果1. 基因编辑效率实验结果显示，截短型gRNA在牛MSTN基因敲除中的编辑效率略低于标准长度gRNA，但差异不显著。

这表明截短gRNA 在保证一定编辑效率的同时，可能具有更高的特异性。

2. 脱靶效率通过对PCR扩增和Sanger测序的结果进行分析，我们发现截短型gRNA的脱靶效率明显低于标准长度gRNA。

这表明截短gRNA在减少脱靶效应方面具有优势。

四、讨论本研究表明，截短型gRNA在牛MSTN基因敲除过程中能够降低脱靶效率。

这可能是由于截短gRNA与目标序列的结合能力更强，从而减少了非特异性结合和脱靶效应。

此外，截短gRNA 可能具有更高的序列特异性，使得基因编辑过程更加精确。

牛肌肉生长抑制素基因的研究进展黎仁军;苗永旺【摘要】肌肉生长抑制素,属TGF-β超家族,是一种骨骼肌生长发育的负调控因子。

其生物活性的丧失或受到抑制,会导致骨骼肌增生从而引起动物肌肉的过度发育,表现为双肌性状。

本文综述了MSTN基因的发现、结构特点、作用机制、在牛科物种中的研究进展及其应用前景。

%Myostatin is a member of the transforming growth factor beta superfamily,which is a negative regulator factor of skeletal muscle growth.Inhibition or loss of biological activity of myostatin gene would result in the proliferation of skeletal muscle,thereby cause the excessive development of animal muscle,showing double musclingtraits.This article reviews the discovery of MSTN gene,structural features,mechanism,the research progress and prospects in bovine species.【期刊名称】《中国牛业科学》【年(卷),期】2011(037)005【总页数】4页(P39-42)【关键词】肌肉生长抑制素;骨骼肌;双肌;牛科物种【作者】黎仁军;苗永旺【作者单位】云南农业大学动物科学与技术学院,云南昆明650201;云南农业大学动物科学与技术学院,云南昆明650201【正文语种】中文【中图分类】S823.4肌肉生长抑制素(Myostatin,MSTN)又称GDF-8(grow th differentiation factor 8,生长分化因子8),属 TGF-β(transforming growth factor beta,转化生长因子β)超家族,是在骨骼肌中广泛表达的一种糖蛋白,其生物学功能变化会通过调节靶基因的表达,改变肌肉的纤维组成并造成肌肉重量的变化。