一种突变的TBC1D1蛋白信号分子及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种突变的TBC1D1蛋白信号分子及其应用，利用基因组编辑技术或者通过化学物质解除动物体内代谢调控因子TBC1D1功能序列磷酸化状态，使得TBC1D1蛋白功能改变，从而达到改变动物代谢、提高其生长速度、饲料利用率的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种突变的TBC1D1蛋白信号分子及其应用
本专利技术属于基因工程领域，涉及一种突变的TBC1D1蛋白信号分子及其应用，具体而言，利用基因组编辑技术或者通过化学物质解除动物体内代谢调控因子TBC1D1特定位点的磷酸化状态，使得TBC1D1蛋白功能改变，从而达到改变动物代谢、提高其生长速度、饲料利用率的目的。
技术介绍
提高家禽或家畜的生长速度、饲料利用率和瘦肉含量一直是畜牧业关注的重要问题，也是传统育种长期努力的目标。目前，在畜牧业内采取了很多方法提高生长速度和饲料的利用率。其中比较常用的方法是在饲料中添加抗生素或类似化学制剂，但由于抗生素或化学制剂的药物残留较高，增加向环境和其他物种传播抗性的风险，因而抗生素的使用以及其带来的经济效益都在日渐降低。另一种方法就是体外注射生长激素(GH)制剂。这类制剂在血内的半衰期较短，需要长期注射才能达到效果，对使用技术要求比较高，而且要严格控制注射剂量以避免GH的毒副作用。以上原因也是GH在畜牧业生产条件下大规模实施限制因素。人们也尝试注射另一种激素，生长激素释放因子(GHRF)，或者表达GHRF的DNA质粒来促进家禽和家畜生长，这个方法取得了很好的效果。GHRF是一种由下丘脑分泌的肽激素，可以促进GH的释放和合成，增加内源性的GH含量。但这种处理方法同样需要长期注射。而且外源蛋白进入机体后还会引起机体免疫应答反应，也不适用于畜牧业生产。近年来随着现代生物技术的发展，为提高饲料效率、生长速度和瘦肉比例，分子育种方法被广泛应用于畜牧业新品种的培育上，这些新技术的应用极大缩短了传统育种的周期，并使得新品种培育的品质定向性更强，例如在已获得授权的专利CN100435848C中就提及了这样一种方法。该专利通过转基因技术在动物体内过量表达编码GHRF(生长激素)信号肽的GHRFcDNA序列，从而使GHRF信号肽在动物体内的表达维持在一定水平上。利用这项技术培育出的新品种实现了饲料的高效利用、动物的生长加快以及减少动物脂肪积累的功能。但是这项专利技术除了在动物体内持续表达GHRFDNA序列的同时还引入了编码抗生素抗性基因的DNA序列，这种转基因动物的潜在风险尚没有明确的评估标准，即使没有任何危害，公众对转基因食品的接受程度也比较低，这大大限制了这种转基因新品种在畜牧业生产上的推广。众所周知，动物的生长速度、饲料利用率和瘦肉含量与代谢都有极大的关系。蛋白激酶AMPK是身体内重要的能量感受器，是糖脂和能量代谢的重要调控因子，可通过磷酸化下游TBC1D1蛋白调控骨骼肌糖代谢。TBC1D1蛋白是一种RabGTPase激活蛋白(RabGAP)，在氮端有两个磷酸化酪氨酸结合结构域(phospho-tyrosinebindingdomain，PTB)，而在碳端有一个GAP结构域(图1所示)，TBC1D1蛋白可以通过其GAP活性调控下游的Rab蛋白，进一步调控骨骼肌中四型葡萄糖转运体的细胞质膜转移过程，而这是骨骼肌中葡萄糖吸收的一个关键调控步骤。另有研究表明TBC1D1蛋白参与脂肪代谢的调控。在人类中，TBC1D1蛋白上的突变与家族性女性肥胖症有关(TBC1D1isacandidateforasevereobesitygeneandevidenceforagene/geneinteractioninobesitypredisposition.StoneS,etal.15,2709-27202006,HumanMolecularGenetics)。ChenS,MurphyJ,TothR,CampbellDG,MorriceNA,MackintoshC.等人在ComplementaryregulationofTBC1D1andAS160bygrowthfactors,insulinandAMPKactivators这篇文章(TheBiochemicaljournal409,449-459，2008)中公开了在小鼠TBC1D1蛋白氨基酸序列的231位点上的丝氨酸(Ser)如图1所示，已被证明可以被上游激酶磷酸化，这一位点磷酸化也对葡萄糖转运以及脂代谢有重要的调控作用。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术不足，通过基因编辑技术，使TBC1D1蛋白功能序列磷酸化状态发生变化，从而改变蛋白功能，使得机体在同样摄食量的情况下快速生长。本专利技术具体技术方案如下：一种突变的TBC1D1蛋白信号分子，其保守区域氨基酸序列如SEQID:NO1所示。SEQID:NO1RKSFAQPGLRSTBC1D1蛋白信号分子是一种广泛分布的蛋白分子，在很多物种中都存在，其蛋白结构包含有N端的两个PTB和C端的GAP结构域。在TBC1D1的氨基酸序列中，如SEQID:NO2所示的氨基酸序列在不同物种中高度保守(如图2所示)，例如小鼠(ID：NP_062610.2)的保守区域位点为TBC1D1氨基酸序列的227到237位氨基酸，大鼠(ID：XP_006251066.1)的保守区域位点为TBC1D1氨基酸序列的227到237位氨基酸，猪(ID：XP_005666634.1)的保守区域位点为TBC1D1氨基酸序列的190到200位氨基酸，牛(ID：XP_611974)的保守区域位点为TBC1D1氨基酸序列的230到240位氨基酸，羊(ID：XP_005681554.1)的保守区域位点为TBC1D1氨基酸序列的230到240位氨基酸，狗(ID：XP_536262)的保守区域位点为TBC1D1氨基酸序列的256到266位氨基酸，鸡(NP_001254502.1)的保守区域位点为TBC1D1氨基酸序列的253到263，鸭(ID：XP_005029721.1)的保守区域位点为TBC1D1氨基酸序列的252到262，猴(ID：XP_005554711.1)的保守区域位点为TBC1D1氨基酸序列的233到243位氨基酸，人的TBC1D1蛋白信号分子(NP_055988.2)的保守区域位点为TBC1D1氨基酸序列的233到243位氨基酸。SEQID:NO2RKSFSQPGLRS与SEQID:NO2相比，本专利技术保护的突变的TBC1D1蛋白信号分子，其保守区域氨基酸序列中的丝氨酸(S)改变为丙氨酸(A)，从而使该保守区域不能够被磷酸化。本专利技术还提供了上述突变的TBC1D1蛋白信号分子在提高生物体生长速度和饲料利用率的应用。本专利技术还提供了一种提高生物体生长速度、提高饲料利用率的方法，其特征在于利用基因组编辑技术或者通过化学物质解除或阻断生物体代谢调控因子TBC1D1蛋白信号分子磷酸化状态，使得TBC1D1蛋白功能改变。优选的，将TBC1D1蛋白信号分子的保守区域SEQID:NO2所示的氨基酸序列中的丝氨酸非磷酸化。优选的，可以将丝氨酸改变为不能被磷酸化的其他氨基酸。在本专利技术的一个优选方案中，将丝氨酸改变为丙氨酸，得到保守区域氨基酸序列如SEQID:NO1所述的TBC1D1蛋白信号分子。上述方法中，可以利用同源重组、锌指核酸酶技术、转录激活因子样效应物核酸酶术或者规律性成簇间隔短回文重复CRISPR/Cas系统，使TBC1D1蛋白信号分子基因组DNA外显子上编码TBC1D1蛋白信号分子的保守区域SEQID:NO2所示的氨基酸序列的基因序列发生改变。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种突变的TBC1D1蛋白信号分子，其特征在于其保守区域氨基酸序列如SEQ ID:NO 1所示。

【技术特征摘要】
1.一种突变的TBC1D1蛋白信号分子在提高生物体生长速度和饲料利用率的应用，所述突变的TBC1D1蛋白信号分子保守区域氨基酸序列如SEQID:NO1所示。2.一种提高生物体生长速度和饲料利用率的方法，其特征在于利用基因组编辑技术或者通过化学物质解除或阻断生物体代谢调控因子TBC1D1蛋白信号分子磷酸化状态，将TBC1D1蛋白信号分子的保守区域SEQID:NO2所示的蛋白氨基酸序列中第5位的丝氨酸非磷酸化，使得TBC1D1蛋白功能改变。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于将所述丝...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏宇，谢冰弦，陈亮，卡罗尔·麦金托什，陈帅，
申请(专利权)人：南京徇齐生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32