GPR50與PPARα基因在靈長(zhǎng)類(lèi)中的分子進(jìn)化研究.pdf

1、非人靈長(zhǎng)類(lèi)分布廣泛，隸屬于哺乳綱(Mammalia)靈長(zhǎng)目(Primates)，是動(dòng)物界最高等的類(lèi)群。我國(guó)非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物種類(lèi)繁多，約占全世界種類(lèi)的15％，共4科7屬23種共計(jì)39亞種，然而由于人類(lèi)活動(dòng)區(qū)域的擴(kuò)張、過(guò)度捕獵以及生態(tài)環(huán)境的破壞，使得近年來(lái)靈長(zhǎng)類(lèi)物種生存環(huán)境受到嚴(yán)重的威脅，部分靈長(zhǎng)類(lèi)物種已經(jīng)瀕臨滅絕，許多珍貴物種的數(shù)量急劇減少，分布范圍越來(lái)越小。因?yàn)殪`長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物與人類(lèi)遺傳關(guān)系密切，因而常常用于遺傳學(xué)研究，對(duì)靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的研究將有助

2、于加強(qiáng)人類(lèi)遺傳疾病以及能量代謝方面的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也有利于保護(hù)和利用靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的遺傳資源。GPR50基因與PPARα基因在脂類(lèi)代謝方面具有重要的作用，參與到脂類(lèi)代謝基因的表達(dá)，同時(shí)也是脂肪肝、糖尿病、動(dòng)脈硬化等疾病的重要影響因素。通過(guò)對(duì)靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物GPR50基因和PPARα基因的分子進(jìn)化研究，將有助于理解靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物應(yīng)對(duì)自然選擇時(shí)表現(xiàn)出的適應(yīng)與進(jìn)化機(jī)制。
　　本研究通過(guò)PCR擴(kuò)增和測(cè)序技術(shù)，獲得4個(gè)靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物GPR50基因和PPARα基因

3、的完整編碼區(qū)序列，它們分別是金絲猴（Rhinopithecus roxellana）、藏酋猴（Macaca thibetana）、平頂猴（Macaca leonina）和白臀葉猴（Pygathrixnemaeus），從公共數(shù)據(jù)庫(kù)中下載得到13個(gè)其他靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的GPR50和PPARα基因完整編碼區(qū)序列。在基于這些物種GPR50和PPARα基因編碼區(qū)序列的基礎(chǔ)上，利用MEGA6.0及Lasergene軟件包對(duì)序列進(jìn)行整理分析核苷酸和氨基酸序

4、列特征，利用Bioedit軟件內(nèi)置程序?qū)π蛄械南嗨贫冗M(jìn)行計(jì)算，SMART在線預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域，分別使用鄰接Neighbour-Joining(NJ)法和最大似然Maximum Likelihood(ML)法對(duì)兩個(gè)基因進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)的重建，利用分子進(jìn)化的相關(guān)理論知識(shí)，研究GPR50和PPARα基因在靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物中的演化情況，并得到如下一些主要結(jié)果:
　　(1)本研究成功擴(kuò)增出4個(gè)靈長(zhǎng)類(lèi)的GPR50和PPARα基因完整編碼區(qū)序列，獲得金

5、絲猴、藏酋猴、平頂猴、白臀葉猴GPR50基因編碼區(qū)2個(gè)外顯子的完整序列總長(zhǎng)度分別為1866bp、1887bp、1887bp、1866bp，獲得金絲猴、藏酋猴、平頂猴、白臀葉猴PPARα基因編碼區(qū)6個(gè)外顯子完整序列總長(zhǎng)度分別為1407bp、1404bp、1404bp、1407bp。
　　(2)利用測(cè)得的序列和數(shù)據(jù)庫(kù)中已經(jīng)報(bào)道的序列對(duì)靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的同源性進(jìn)行比較，同源性結(jié)果顯示，序列同源性均較高，GPR50基因核苷酸的同源性在67％以上

6、，氨基酸同源性在77％以上;PPARα基因核苷酸的同源性在88％以上，氨基酸同源性在89％以上。
　　(3)通過(guò)在線預(yù)測(cè)GPR50和PPARα蛋白結(jié)構(gòu)域，結(jié)果顯示，GPR50與PPARα蛋白在靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物中蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)非常相似。GPR50屬于典型的7型跨膜結(jié)構(gòu)，PPARα中含有1個(gè)ZnF_4C域和一個(gè)HOLI域。
　　(4)通過(guò)系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)的構(gòu)建，本研究中選用了兩種方法通過(guò)GPR50與PPARα基因?qū)`長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)進(jìn)行構(gòu)建

7、，NJ樹(shù)和ML樹(shù)具有相同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，與公認(rèn)的靈長(zhǎng)類(lèi)發(fā)育關(guān)系相符。分為人、大猿、小猿、舊大陸猴、新大陸猴和原猴6個(gè)大的聚類(lèi)，各科靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的物種很好的聚為單群，且科間的分歧通過(guò)置信值得到了很好的支持。
　　(5)利用PAML平臺(tái)對(duì)靈長(zhǎng)類(lèi)的進(jìn)化速率進(jìn)行估算，選擇壓力估計(jì)結(jié)果顯示GPR50和PPARα在各物種間受到不同的選擇壓力?？赡芘c它們?cè)诓煌锓N間關(guān)聯(lián)的能量代謝功能有關(guān)，在各個(gè)分支中，主要受到的是純凈化選擇(purifyigsele