[发明专利]一种突变的TBC1D1蛋白信号分子及其应用

说明书

技术领域

本发明属于基因工程领域，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。

背景技术

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GHRF cDNA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GHRF DNA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-tyrosine binding domain，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(TBC1D1is a candidate for a severe obesity gene and evidence for a gene/gene interaction in obesity predisposition.Stone S,et al.15,2709-27202006,Human Molecular Genetics)。Chen S,Murphy J,Toth R,Campbell DG,Morrice NA,Mackintosh C.等人在Complementary regulation of TBC1D1and AS160by growth factors,insulin and AMPK activators这篇文章(TheBiochemical journal 409,449-459，2008)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。

发明内容

本发明针对现有技术不足，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。

本发明具体技术方案如下：

一种突变的TBC1D1蛋白信号分子，其保守区域氨基酸序列如SEQ ID:NO 1所示。