[发明专利]一种生产富含多不饱和脂肪酸转基因动物的方法

说明书

技术领域

本发明属于基因工程领域，具体地说，涉及一种生产富含多不饱和脂肪酸转基因动物的方法。

背景技术

多不饱和脂肪酸（polyunsaturated fatty acids，PUFAs）是指在脂肪酸的碳链中含有多于一个双键的脂肪酸。根据脂肪酸碳链甲基端距离最近一个双键的距离，多不饱和脂肪酸主要分为ω-3PUFAs和ω-6PUFAs两大类。自然界中ω-3类PUFAs主要包括　α-亚麻酸（α-linolenic acid，ALA）、二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid，EPA）和二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid，DHA）；ω-6类PUFAs主要包括亚油酸（linoleic acid）和花生四烯酸(AA)。

多不饱和脂肪酸对于个体的发育和健康有非常重要的作用，ARA和EPA是类二十烷酸的合成前体，是类二十烷酸调控通路的起始；ARA和DHA可以促进肌肉和大脑的发育并在这两种组织中含量丰富；EPA和DHA的缺乏影响视网膜发育，导致视力疾病，并在抑制肿瘤细胞增殖等方面起着重要的作用；流行病学研究表明ARA、EPA、DHA可以有效降低心血管疾病发病。虽然多不饱和脂肪酸在个体发育中占有绝对重要作用，脊椎动物自身却没有直接合成ω-3和ω-6类PUFAs的酶类，这两类脂肪酸的获得只能通过食物供给，因为这两类脂肪酸的重要作用而且不能在动物体内自身合成，所以这两类脂肪酸也被称为必须脂肪酸。

食物中PUFAs的主要来源为植物，植物中存在可以自身合成直接合成ω-3和ω-6类PUFAs的酶类，所以很多植物含有丰富的PUFAs。但植物中的PUFAs以亚油酸和亚麻酸为主，它们不能合成更长链的脂 肪酸，人们还要通过自身的代谢酶类才能获得20个碳以上的长链脂肪酸。而食物中ω-3类长链PUFAs的主要来源为海洋鱼类，海洋鱼类以海洋浮游微生物为食，体内聚集了大量的DHA和EPA。然而，由于鱼类资源的减少以及海洋污染的日益严重，已在一些鱼类中检测到重金属。另外，由于鱼油的高热量以及特殊的气味而不适用于所有人群，吸收也会因个人的生理状况不同而异。动物食品中缺少PUFAs，尤其是牛、羊等反刍动物。在动物饲料中添加多不饱和脂肪酸成分曾被广泛用来提高肉制品中多不饱和脂肪酸含量，但是这种方法会大大提高饲养成本。鉴于以上几方面的原因，如果能在动物中转入几个关键的酶基因，使其能够自身合成长链多不饱和脂肪酸，从而提高肉质品和奶制品的品质以满足人们日常对多不饱和脂肪酸的营养需要。

多不饱和脂肪酸PUFAs的合成是一个连续的过程，需要在一系列的去饱和酶（脂肪酸脱氢酶）和延伸酶依次催化作用下合成。首先硬脂酸（C18:0）在Δ-9去饱和酶的作用下脱氢生成油酸（C18:1n-9），油酸在Δ12和Δ15去饱和酶的依次作用下生成亚油酸（C18:2n-6）和α-亚麻酸（C18:3n-3）。亚油酸和α-亚麻酸是合成ω-6和ω-3PUFAs的基础物质。亚油酸和α-亚麻酸分别在Δ6去饱和酶、Δ6延伸酶以及Δ5去饱和酶的依次作用下生成花生四烯酸（C20:4n-6，AA）和二十碳五烯酸（C20:5n-3，EPA），AA和EPA进一步在延伸酶和去饱和酶的作用下生成DPA（C22:5n-6）和DHA（C22:6n-3）。EPA向DHA转化时，也可以通过以下途径：EPA延伸至二十二碳五烯酸，再延伸至二十四碳五烯酸，然后由△-6去饱和酶脱氢，最后β-氧化降解掉两个碳，生成DHA。催化ω-9类PUFAs转化为ω-6类PUFAs的酶类统称为ω-6脂肪酸脱氢酶（ω-6去饱和酶），Δ12去饱和酶即此类催化酶；催化ω-6PUFAs转化为ω-3PUFAs的酶统称ω-3脂肪酸脱氢酶（ω-3去饱和酶），Δ15去饱和酶也属于此类。哺乳动物缺乏Δ-12和ω-3脂肪酸脱氢酶，不能合成多不饱和脂肪酸的前体物质：亚油酸和γ-亚麻酸，因而连续的 合成过程不能正常进行，自身不能合成长链多不饱和脂肪酸。在畜牧生产中可以通过转基因的方法改良哺乳动物的遗传特性，在哺乳动物体内转入Δ-12（FAT-2）和ω-3脂肪酸脱氢酶（FAT-1）从而完善哺乳动物脂肪酸合成的代谢链，重建一个长链多不饱和脂肪酸的合成途径，使家畜可以自身合成长链多不饱和脂肪酸。