中国猕猴低温适应基因的分子进化研究

来源 :昆明理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jizhidong2009
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猕猴属是除了现代人以外分布最为广泛的灵长类动物。而食蟹猴(Macaca fascicularis)和普通猕猴(Macaca mulatta)则是猕猴属中分布最广且最为常见的两个物种,同时食蟹猴和普通猕猴也是在医学实验和动物模型中最为常用的非人灵长类动物。尽管食蟹猴和普通猕猴在东亚地区具有广泛的分布,但是二者的栖息地有显著的差异:食蟹猴多分布于东南亚的菲律宾、苏门答腊岛与爪哇岛等热带气候地区;普通猕猴多分布于中国大陆南方、印度北部等温带地区。并且迁移到温带地区的食蟹猴在冬季人工饲养环境下经常发生冻伤问题。这就暗示普通猕猴可能通过对低温环境的适应性进化获得调节体温的能力,进而在较为低温的东亚地区广泛分布。普通猕猴又分为中国种和印度种,尤其是中国猕猴能够在温度相对较低的大范围区域内都能很好生存及适应,因此中国猕猴可能存在进化选择而形成的低温适应的遗传变异。在本研究中利用食蟹猴、中国猕猴和印度猕猴的全基因组数据进行了多种正选择信号检测,结果发现了在DNAJC22、DNAJB7、DNAJC16和FNDC5等热激蛋白和棕色脂肪相关基因上都存在正选择信号。再通过实时荧光定量聚合酶链式反应验证了DNAJC22、DNAJB7和DNAJC16等多个基因在食蟹猴和中国猕猴内存在显著的差异性表达。这就暗示这些基因可能与中国猕猴的低温适应存在重要的联系。现代人在近几万年的时间内在世界范围内扩散,也表现出低温适应的特点,通过千人基因组数据比较了大部分分布在温带的东亚人群和主要分布在热带的非洲人群,发现两个人群间在热激蛋白相关基因DNAJC22、DNAJB7和FNDC5上也存在自然选择信号。DNAJC22的三个突变位点(rs7955245、rs11168981和rs7310682)在除非洲以外人群中都存在强烈的正向选择。这也暗示了DNAJC22可能在现代人群迁徙过程中发生了对低温环境适应的进化选择。
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