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载脂蛋白(Apolipoprotein,APO),是组成血浆脂蛋白的重要成分,主要在肝脏和小肠中合成,能够结合并运输血脂到机体各组织进行代谢及利用。除此之外,载脂蛋白在病原体的防御中也发挥着一定的作用。在漫长的演化史中,载脂蛋白多基因家族的进化历程以及其原始功能特征知之甚少。因此,鉴定七鳃鳗中的载脂蛋白分子LAL1和LAL2将对明确脊椎动物载脂蛋白家族分子的进化历程具有重要意义,此外,探究七鳃鳗载脂蛋白分子LAL2的结构与功能不仅还原载脂蛋白最原始的特征,且为七鳃鳗血清免疫学研究奠定基础。本论文的主要研究内容包括以下几个方面:应用细胞转染在HEK293T细胞中过表达lal2基因,完成了真核转录组测序和转录组数据结果的分析。通过对差异表达基因聚类,差异表达基因功能富集GO分类,KOG分类与KEGG分类分析,预测了LAL2潜在的生物学功能,结果表明LAL2可能在七鳃鳗生长发育中发挥着重要作用,参与病原体入侵的免疫应答,以及脂质合成和代谢。在雷氏七鳃鳗基因组数据库中找到了七鳃鳗血浆载脂蛋白LAL2和LAL1,利用Genomicus在线网站、MEGA7.0软件、MEME在线网站对LAL2、LAL1和其他物种载脂蛋白A、C、E家族氨基酸序列进行共线性、系统发育树以及基序分析,证明了七鳃鳗LAL2、LAL1是脊椎动物载脂蛋白的祖先。其中lal2相对于lal1处于进化的原始地位,lal2从文昌鱼apoa1中获得了基序4、5,通过丢失基序5倒位转座插入到其他Scaffold上形成了lal1基因。推测祖先载脂蛋白基因在早期分化过程中可能同时受到不同的选择压力,其进化的顺序可能是:LAL2/LAL1—APOA1/APOA4/APOE—APOA2/APOC1/APOC2—APOC3/APOA5—APOC4。金黄色葡萄球菌、鳗弧菌、Poly I:C免疫七鳃鳗后,血清中LAL2的蛋白水平明显上调,证明LAL2确实参与抗细菌和病毒的免疫反应;扫描电镜结果显示金黄色葡萄球菌和大肠杆菌经LAL2孵育后,菌体裂解,内容物外泄,出现死亡现象;Western blot和ELISA结果表明LAL2可以与金黄色葡萄球菌、蜡样芽孢杆菌、大肠杆菌结合,且与菌体表面成分LTA、LPS、PGN、MDP相互作用。本研究证明了七鳃鳗LAL1、LAL2通过基因复制和重组形成了脊椎动物载脂蛋白A、C、E基因家族,这不仅有助于绘制脊椎动物载脂蛋白多基因家族的进化史,而且还提供了对载脂蛋白多样化功能特性的新见解。同时揭示了七鳃鳗LAL2作为血清中的效应分子,参与免疫应答,模式识别以及抗菌过程,为七鳃鳗血清免疫防御系统的探索奠定了基础。