色觉视蛋白基因在视网膜锥体细胞内排他性表达机制的分子遗传学研究

近年的研究表明，红绿视蛋白基因座控制区LCR是红绿基因表达调控中一个重要的顺式元件，在控制两基因的特异性表达中起关键作用。因此，阐明LCR对红绿视蛋白表达所起的作用具有重要的分子生物学意义，但目前有关红绿蓝三种色觉基因排他性表达的分子机制尚不清楚。本课题根据前期研究线索和国内外的研究现状，提出了LCR参与调控视蛋白表达的理论假设，即LCR可能通过与启动子及某种蛋白质相结合形成LCR-启动子-转录因子三重复合物来参与视蛋白的排他性表达调控。本研究应用比较基因组学的方法确定并分离红绿蓝基因序列中与LCR有相互作用的功能序列，用基因克隆、质粒构建和细胞转染技术构建红绿蓝三种视蛋白的排他性表达系统，用凝胶阻滞分析和放射性探针标记技术探讨LCR在视蛋白基因表达调控中的作用及机制。以上研究将在视蛋白排他性表达的分子机制方面取得一定突破，为全面了解色觉视蛋白基因在视锥细胞内的排他性表达机制提供理论依据。

近年的研究表明，红绿视蛋白基因座控制区LCR 是红绿基因表达调控中一个重要的顺式元件，在控制两基因的特异性表达中起关键作用。因此，阐明LCR 对红绿视蛋白表达所起的作用具有重要的分子生物学意义，但目前有关红绿蓝三种色觉基因排他性表达的分子机制尚不清楚。为明确LCR在红绿基因表达调控中的作用，我们分析了蓝视锥一色性色觉2家系红绿视蛋白基因的缺失范围。在取得知情同意的前提下，从末梢静脉血中抽取DNA，用直接测序法确认各个外显子内点突变的有无。另外，对于红绿视蛋白两基因的外显子1-5、LCR及其上游区域，间断设计引物，采用PCR法扩增，根据扩增条带的有无，进一步在单个碱基水平限定了缺失的范围。结果，家系1自红基因起始编码(ATG)的上游8,845bp至下游7,958bp(内含子2区域内)，合计缺失16,803bp。而在家系2中，检测出从红基因上游28kb开始包含红视蛋白基因整个基因组序列的缺失在内，合计约87683bp范围的缺失，且在缺失范围内顺次存在328bp的逆向插入序列及3bp的顺向插入序列（GTG），并同时伴有hybrid基因的形成。且与家系1相同，缺失断端的上游、下游和逆向插入序列中都包含如MER74B、L1M4、AluSz、MER20等高度重复序列。在单个基因水平确定两家系的缺失范围，为色觉视蛋白基因在视网膜椎体细胞内排他性表达机制的分子遗传学研究的实施提供了有力的依据。不仅对红绿视蛋白基因，对7号染色体上蓝视蛋白基因排他性表达调控机制的解析也存在重要的分子生物学意义。