专利名称：一个脱毛相关基因及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一个脱毛相关基因及其应用，属于生物技术领域。
背景技术：
秃头症在全世界所有人群中都有很高的发病率，预防和治疗秃头症是医学和美容领域中的一大难题。但是，至今只有少数几个脱毛相关基因通过实验小鼠被定位和克隆，所以在实验小鼠中，新脱毛相关基因的发现与克隆是治疗秃头症的基础。
发明内容
本发明通过遗传杂交、基因定位等技术，在中国特有的昆明小鼠无毛突变群(犀牛小鼠KIZ)中克隆出了一种新的无毛等位基因，根据命名法规，该基因被命名为hrrhKIZ。该基因被定位于小鼠(Mus musculus)14号染色体(见图1)，在细胞遗传图谱上的位置是14D1(见图2)，在连锁图谱上的位置是39.5cM(见图3)，全长约20.281Kb DNA序列，转录产物(cDNA)有4017bp，含有19个外显子，从成熟mRNA的第378位(2号外显子)开始翻译，共编码1182个氨基酸残基(见图4)。本发明通过家系分析实验，确定该突变基因是导致昆明小鼠KIZ脱毛的遗传基础；对无毛基因(hrrhKIZ)的序列进行分析后发现，该基因第2817位碱基有一个无义突变，导致一个精氨酸密码子(CGA)变成终止子密码子(TGA)；对无毛基因(hrrhKIZ)所编码的蛋白质结构进行分析，该突变确实能够使其功能丧失；在人类基因组中也有该基因的同源序列。所以，该突变基因可以用来研究人类丘疹性秃头症的致病机制，也可以作为设计治疗丘疹性秃头症药物的靶基因。
图1为本发明基因在染色体上的定位(14号染色体)。
图2为本发明基因在14号染色体中的细胞遗传图谱中的定位(14D1)。
图3为本发明基因在14号染色体中的物理图谱中的定位。
图4为本发明基因的外显子分布图。
具体实施例方式1、发明人在昆明小鼠封闭群中发现了3只无毛突变小鼠(犀牛小鼠KIZ)，该突变小鼠在出生3周龄后开始脱毛，直至全裸(胡须除外)；趾甲长而弯曲；随着年龄的增加，其皮肤产生严重的褶皱。皮肤切片观察发现它的毛囊严重退化，形成一个椭圆囊。另外真皮及皮下组织有许多大小不等的真皮包囊，且为多层分布。通过遗传杂交实验，确认了该小鼠的无毛突变是由常染色体上一隐性基因所控制。
2、根据文献，该突变与国外的“犀牛小鼠”非常相似，所以选择无毛基因(hr)为候选基因。通过对该候选基因的cDNA进行测序，得到了该基因编码区的全序列，共4017bp，登记GeneBank，接受号为AY312855。
3、生物信息学分析用本cDNA序列在GeneBank数据库进行BLAST，在小鼠基因组中找到了4条同源性很高的序列，BC049182、NM_021877、Z32675、AC122268，这四条序列均为小鼠无毛基因(hr)。我们所测的序列与上述4个无毛基因最主要的差别是，在2817位碱基有一个无义突变，导致精氨酸(CGA)变成终止子(TGA)。从814位氨基酸开始，后面的肽段终止合成，产生一个不成熟的蛋白质，从而该将蛋白质丧失功能。
本序列仅在其它哺乳动物中找到了同源序列。和其同源性最高的是大鼠(Rattus norvegicus)序列，序列号为NM_024364、U71293，expect均达到0.0，碱基序列有93％的同源性；同时在人(Homo sapiens)基因组中也找到了同源序列，序列号为NM005144，碱基序列有84％的同源性。该基因比较保守，由此可以推测其具有重要而且相似的功能。那么，我们可以用实验小鼠模型来研究人类丘疹性秃头症的致病机制。
4、基因表达分析根据文献报道，该基因在皮肤和脑中有显著表达，但是在其它组织中也有微量的表达，如胃、舌上皮、眼、软骨、肾等。而且其表达还受到甲状腺激素的调控。通过组织切片观察，在犀牛小鼠KIZ中，该基因有表达的组织一般都受到了不同程度的损害，但损害最大的是毛囊和表皮。这些结果表明该基因是一个多效基因，而且主要影响皮肤中毛囊的发育，所以该基因突变是导致犀牛小鼠KIZ脱毛的原因。
5、遗传分析为了分析昆明小鼠中正常群体和突变群体在该突变位点的变化，根据Z32675设计PCR引物，用以扩增该基因第11外显子并测序。结果表明正常群体中的个体在该位点都是正常纯合(C/C)，没有检测出突变。突变群体中，所有无毛小鼠在该位点是突变纯合(T/T)，而有毛小鼠在该位点有两种状态，一种是正常纯合(C/C)，另外一种是杂合(C/T)。上面的实验结果表明，该基因第2817位的无义突变是导致无毛小鼠hrrKIZ脱毛的分子遗传基础。
根据上述的研究结果，hrrKIZ基因和正常小鼠的无毛基因(hr)相比在2817位碱基处存在一个无义突变，而且该突变导致了犀牛毛小鼠KIZ脱毛。因为该基因在哺乳动物中非常保守，和人的同源性也很高，所以该基因可以用来研究人类秃头症的致病机理，并作为治疗丘疹性秃头症药物的靶基因。
SEQUENCE LISTING<110>张亚平，田明，熊郁良，王婉瑜<120>一个脱毛相关等位基因(hrrhKIZ)<130><140><141>2003-6-9<160>1<170>PatentIn version 3.1<210>1<211>4017<212>DNA<213>小鼠无毛基因(hrrhKIZ)<220><221>gene<222>(1)..(4017)<223><400>1ggatccttct ctccctccgg ggacacccgc tccctagccc cggctcgaccctccccaaag60cgcagcacgg agtctcggcg tcccatggcg caacccacag cct tggcccagaagctggtg120cggcccatcc gcgccgtgtg ccgcatcctg caaattccgg agtccgacccctccaacctg180cggccctaga gcgcccccga cgcccggggg gaaagagagc gcgagagcgctgagcagaaa240gcgggagaac gccccgaagc cggcccatgg ggagcgagta cccagcaccggctagcacga300ccgccgccca caccgcgccc ggcctgtgaa gcccaggacc cccctccccgggagaggccc360atgagggcag gagagtgatg gagagtatgc ccagcttcct gaaggacaccccagcctggg420agaagacagc ccctgtgaac ggcattgtgg gacaggagcc tggtacctcaccacaggatg480gcttgcgcca tggggcactg tgcctaggag aacctgctcc cttttggaggggtgttctga540gcaccccaga ctcctggctc cctcctggct tcctccaagg ccccaaggacacactctcac600tggtggaggg tgagggtcct cggaacgggg agaggaaggg cagctggctaggcggcaagg660aaggactgcg ctggaaggaa gcgatgctgg cccatccact ggccttttgtgggccggcat720gcccacctcg ctatggcccc ctgatacctg agcatagtgg tggccatcccaagagtgacc780ctgtggcctt ccggcccttg cactgccctt tcctgctgga gaccaagattctagagcgag840ctcccttctg ggttcctacc tgcttgcctc cctacctgat gtccagcctgcccccagagc900gtccatatga ctggcctttg gccccaaacc catgggtata ctctgggagccagccaaaag960tgccctctgc ctttggctta ggcagcaagg gcttttacca caaggatccgaacatcctca1020ggccagcaaa ggagcccttg gcagagtctg ggatgttggg cttagcccctggtgggcatc1080tccagcaagc ctgtgaatca gaaggcccct cacttcacca gagggatggggagacaggag1140ctggcaggca gcagaatctt tgcccagttt tcttggggta cccagacactgttcctcggg1200ccccctggcc ttcttgtccc ccaggcctgg ttcacagtct tggcaacatttgggctgggc 1260caggaagtaa tagccttggg taccagctag gaccaccagc cacaccaaggtgcccatctc 1320ctgggcctcc tacccctcca gggggctgtt gctcatccca tctacctgccagagaggggg 1380atcttggccc ttgtaggaaa tgccaggata gcccagaggg aggtagcagtgggccagggg 1440aatccagtga agaaaggaac aaagctgatt ccagggcctg tcccccaagccatcacacca 1500agctgaaaaa gacctggctc acacgccact cggaacagtt tgagtgcccaggtggctgtt 1560cagggaagga agagagccca gccactgggc tccgggcact caagagggcaggtagtccag 1620aggtccaagg agcatcaagg ggcccagctc ccaaacgccc atcccaccctttcccaggca 1680ctgggaggca gggggccagg gcttggcagg agacaccgga gacaatcataggaagcaagg 1740cggaggcaga gcaacaagag gaacagagag ggccccgaga tggcaggattaggctccagg 1800agtccagact tgtggataca tcctgccagc atcacttagc aggtgtcacccagtgccaaa 1860gctgtgtcca ggcagctgga gaggtagggg tactgaccgg ccacacccagaaatcacgta 1920ggtcacccct ggaggagaag cagttggagg aggaggattc ctctgccacttccgaagaag 1980gaggaggagg gcctggccca gaagcttcac tcaacaaggg cctggccaagcacctgctga 2040gtggtttggg ggaccgactc tgccgcctgc tgcggaagga gcgggaggcccttgcctggg 2100cacagcgaga aggccagggg ccagccatga cagaggacag cccaggcat tccacattgct2160gcagtcgatg ccaccacgga ctcttcaaca cccactggag atgttcccactgtagccacc2220ggctgtgtgt agcctgtggt cgcatagccg gcgctggaaa gaacagggagaaaacaggtt2280ctcaggaaca gcacacagat gactgcgccc aggaggctgg gcatgctgcctgttccctga2340tcctgaccca gtttgtctcc agccaggcgc tggcagaact gagcactgtgatgcaccaag2400tctgggccaa gtttgacatt cgggggcact gtttctgcca ggttgatgcccgtgtgtggg2460cccccgggga tgggggtcag cagaaggaac caacagagaa aactcccccaactccacaac2520cttcctgcaa tggagattcc aatcggacca aggacatcaa agaagagaccccagactcca2580ctgagagccc agcagaggat ggtgctggcc ggtcacccct tccttgtccctctctctgtg2640agctgctagc ctctactgct gtcaaactct gcctggggca tgaccggattcacatggcct2700ttgctccggt caccccagct ctgcccagtg atgaccgcat taccaacatcctggacagca2760ttattgcgca ggtagtagaa cggaagatcc aagagaaagc cctggggccaggcctgtgag2820cagggtcagg cttacgcaag ggcctgagcc ttccattgtc accagtgcgaacccggctgt2880ctcctcctgg agctttgctg tggctgcagg agcccaggcc taagcatggcttccatctct2940tccaggaaca ctggcggcag ggccagcccg tgttagtgtc aggcatccagaagacattga3000gacttagcct gtggggaatg gaagcccttg ggacacttgg tggccaggtgcagacactga3060ctgcccttgg gcctccccag cccacgaacc tggacagcac ggcattctgggagggattct3120ctcatcctga gacacgtcca aagttagatg agggctctgt cctcctgctacaccgaaccc3180tgggggataa ggacgctagc agggtgcaga accttgcctc cagccttccactcccagaat3240actgtgccca ccaagggaaa ctcaacctag cgtcctacct ccccctgggcctcacactgc3300atccactgga gccccagctc tgggcggcct atggtgtgaa ctcacaccgtggacacctgg3360ggaccaagaa tctatgcgtg gaggtgtctg acttaatcag tatcctggtgcacgccgagg3420cccagctgcc tccctggtat cgagcacaga aagatttcct ctcaggcctggatggggaag3480gactctggtc tccagggagc cagaccagca ctgtgtggca tgtgttccgggcccaggatg3540cccagcgcat ccgtcgct tt ctccagatgg tgtgcccagc tggagcaggaaccttggagc3600ctggtgcccc aggcagctgc tacttggatg cagggttgcg ccgacggctaagagaagagt3660ggggtgtgag ctgctggacc ctgctgcagg ctcctgggga agcggtgctggtcccggctg3720gggcgcccca tcaggtgcag ggcctggtga gcacaatcag tgtcactcagcactttctgt3780ctcctgagac ctctgccctc tctgctcagc tctgccacca gggagccagcctaccccctg3840accaccgtat gctttatgcc cagatggacc gggctgtgtt ccaagcagtaaaggcggctg3900tgggggcgtt acaggaagct aaatagggga tcctggtgcc tggaggggtggtgggtaggt3960aactgagtgt ccagtctgca taatatcaac agggaatgaa tggtactggggaactta 401权利要求
1.一个脱毛相关基因，该基因的主要特征在于1.1、该基因位于小鼠14号染色体39.5cM处，全长约20.281Kb DNA序列，其转录产物为4017bp，含有19个外显子；从成熟mRNA的第378位开始翻译，共编码1182个氨基酸残基；1.2、该基因在2817位碱基有一个无义突变，导致一个精氨酸密码子变成终止密码子，该突变导致其功能丧失。
2.一个脱毛相关基因的应用，其特征在于该基因能用来研究人类丘疹性秃头症的致病机理，并作为设计治疗丘疹性秃头症药物的靶基因。
全文摘要
本发明涉及一个脱毛相关基因及其应用，属于生物技术领域。本发明确定了一无毛基因与昆明小鼠脱毛性状的相关性。该基因被定位于小鼠14号染色体，在细胞遗传图谱上的位置是14D1，在连锁图谱上的位置是39.5cM，全长约20.281KbDNA序列，转录产物(cDNA)有4017bp，含有19个外显子，从成熟mRNA的第378位(2号外显子)开始翻译，共编码1182个氨基酸残基。通过测序，该基因第2817位无义突变(C→T)是导致昆明种犀牛小鼠KIZ脱毛的遗传基础。而且，该基因在人类基因组中也非常保守，具有相似的功能。所以该基因可以用来研究人秃头症的致病机理，以及作为设计治疗丘疹性秃头症药物的靶基因。
文档编号A61K48/00GK1487082SQ03135280
公开日2004年4月7日 申请日期2003年6月22日 优先权日2003年6月22日
发明者张亚平, 田明, 熊郁良, 王婉瑜 申请人:中国科学院昆明动物研究所