OSBPL6基因的计算机模拟分析及其在肉鸡腹水综合征中的潜在作用

《Research in Veterinary Science》：In silico characterization of the OSBPL6 gene and its potential role in ascites syndrome in broiler chickens

鸡OSBPL6基因的分子机制与ascites综合征关联性研究，通过整合计算分析揭示其蛋白结构特性、翻译后修饰位点（134个磷酸化、6个糖基化）、亚细胞定位（细胞质及膜结合）、保守功能域（PH、ORD、FFAT）及与心脏肥大、氧化应激等通路关联，为遗传选育和生物标志物开发提供理论依据。

　　

M.R. Emami | M. Najafi

动物科学系，戈尔甘农业科学与自然资源大学，戈勒斯坦省 4913815739，伊朗

摘要

腹水综合征是肉鸡的一种多因素代谢紊乱，其特征为肺动脉高压、体液积聚和高死亡率，导致显著的经济损失。氧甾醇结合蛋白样6基因（OSBPL6）与腹水易感性有关，但其分子作用尚不清楚。因此，本研究旨在对鸡的OSBPL6进行全面的计算机模拟分析，包括理化性质、结构特征、翻译后修饰、蛋白质-蛋白质相互作用、启动子基序和组织特异性表达等方面的分析，以阐明其在肉鸡腹水综合征发病机制中的作用。OSBPL6编码一种含有978个氨基酸的蛋白质，分子量为110,905.88 Da，主要具有亲水性（GRAVY = -0.583），中等热稳定性（烷基指数 = 76.45），并在体外预测为不稳定（不稳定性指数 = 65.47）。分析显示有134个磷酸化位点和6个糖基化位点，表明存在广泛的翻译后调控。亚细胞定位预测表明该蛋白主要位于细胞质中，并可能与细胞膜结合，同时具有在细胞核与细胞质之间穿梭的能力。研究还发现了保守的PH、ORD和FFAT结构域，这些结构域支持其参与甾醇转运和脂质结合的功能。在生成的结构模型中，trRosetta模型的可靠性最高（QMEANDisCo = 0.66，ERRAT = 94.3%）。蛋白质-蛋白质相互作用分析表明OSBPL6与心脏肥大、肌肉代谢和氧化应激反应相关通路有关。启动子分析发现了与血管重塑、心肌肥大和肌肉发育相关的转录因子结合位点。表达谱分析显示OSBPL6在骨骼肌中的表达最高，在心脏组织中的表达也较高，这与腹水相关的病理生理学特征一致。这项综合分析表明OSBPL6可能是调控肌肉生长和心肺重塑的候选基因，并具有作为肉鸡抗腹水遗传选择的生物标志物的潜力。

引言

腹水综合征，或称肺动脉高压综合征（PHS），是肉鸡的一种主要代谢紊乱，其特征是体液积聚、右心室肥大和心力衰竭。这仍然是导致死亡的主要原因之一，尤其是在高海拔、低温或快速生长条件下，由于性能下降、胴体质量问题和高死亡率（在自然条件下高达68%）而造成重大经济损失（Decuypere等，2019；Jones等，2019）。尽管进行了大量研究，但腹水发生的分子机制仍不明确。

遗传因素在易感性中起着关键作用，据报道腹水相关性状的遗传率在中等到高水平之间（Lubritz等，1995）。多项研究发现了与该综合征相关的单核苷酸多态性（SNPs），强调了功能性基因特征的重要性（Davoodi和Ehsani，2019）。其中一个候选基因是OSBPL6，位于Gallus gallus的7号染色体上，包含29个外显子和28个内含子。OSBPL6（也称为ORP6）编码一种氧甾醇结合蛋白相关蛋白6，属于调控细胞内脂质转运、信号传导和膜接触位点动态的保守蛋白家族。这些蛋白质具有一个特征性的氧甾醇结合蛋白相关结构域（ORD），能够结合胆固醇和氧甾醇等甾醇以及磷脂（如磷脂酰肌醇），从而在特定接触位点介导脂质交换（Nakatsu和Kawasaki，2021）。先前的研究已将OSBPL6基因与胆固醇转运（Ouimet等，2016）、HDL调节和冠状动脉疾病易感性（Nsengimana等，2006）联系起来。重要的是，一项全基因组关联研究（GWAS）在鸡中发现了与腹水易感性相关的OSBPL6基因内的显著SNP（Emrani等，2017）。这些发现表明OSBPL6可能影响脂质代谢和心血管重塑过程，从而促成肉鸡的腹水发生。

尽管OSBPL6在哺乳动物中因其在胆固醇转运、脂质稳态和心血管疾病风险中的作用而被广泛研究，但在家禽中的研究仍有限。全基因组研究表明OSBPL6可能与肉鸡的腹水易感性有关，但其分子机制和调控网络在鸟类中仍不清楚。这一差距突显了需要结合计算机模拟结构和表达分析以及实验验证的综合性研究，以阐明OSBPL6的功能作用及其对肉鸡健康和抗腹水能力的潜在贡献。

鉴于此，对OSBPL6的结构和功能特征进行全面研究，包括其蛋白质相互作用和调控元件，可以为腹水综合征的生物学途径提供宝贵的见解。了解这些分子关系不仅有助于阐明该基因在疾病发生和发展中的作用，还有助于开发新的遗传选择和预防策略。因此，本研究旨在通过计算机模拟分析来表征鸡的OSBPL6基因，以阐明其结构属性、功能相互作用及其在肉鸡腹水综合征分子发病机制中的潜在作用。

OSBPL6序列的数据库来源

对OSBPL6基因的分析揭示了多种转录变体及其对应的蛋白质异构体。在本研究中，选择了异构体X1进行后续分析，因为它具有完整的注释和功能相关性。核苷酸序列（登录号XM_004942702.5）及其对应的蛋白质序列（登录号XP_004942759.1）来自美国国家生物技术信息中心（NCBI）数据库（https://www.ncbi.nlm.nih.gov）；访问日期为2025年5月16日。

理化特性

在OSBPL6异构体X1的12种转录变体中，所选序列在426位点有一个亮氨酸替换。OSBPL6蛋白质含有978个氨基酸，预测分子量为110,905.88 Da，分子式为C????H????N????O????S??。理论等电点（pI）为6.74，表明其具有轻微的酸性。虽然不稳定性指数（65.47）表明OSBPL6在体外不稳定，但在哺乳动物网织红细胞中的半衰期约为30小时，表明其在体内具有一定的稳定性。

讨论

尽管家禽遗传学和管理方面取得了进展，腹水综合征仍然是肉鸡健康和生产力的主要挑战。本研究探讨了OSBPL6的结构和功能特性，揭示了其可能参与腹水发展的分子机制。了解这些机制可能为通过靶向遗传或生理干预措施减少腹水易感性提供指导。

OSBPL6编码一种大型、亲水性的蛋白质...

结论

本研究对鸡的OSBPL6基因进行了全面的计算机模拟分析，阐明了其结构特征、翻译后修饰、调控基序以及与腹水综合征相关的心肺和代谢途径的蛋白质相互作用网络。这些发现支持OSBPL6作为影响该病症易感性的生物学候选基因。

重要的是，这里提供的分子见解为进一步研究奠定了基础...

科学写作中生成式AI的声明

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CRediT作者贡献声明

M.R. Emami：撰写——原始草稿、软件、方法学、研究、正式分析。M. Najafi：撰写——审阅与编辑、验证、监督、项目管理、方法学、研究、正式分析、概念化。

资金来源

本研究未获得公共部门、商业部门或非营利部门的任何特定资助。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。