昆明动物所等揭示非洲家犬抵御疟原虫侵害遗传机制

2017-10-13 序说
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家犬约在 3 万多年前从东亚的灰狼驯化而来,并于 1 万多年前迁移到达非洲,现已遍布世界大部分有人类居住的地方。家犬的扩散历史以及对不同自然环境的适应性进化,是进化生物学家研究的热点。非洲较强的紫外线、较高的温度和疟疾肆虐的环境,家犬迁移到非洲的群体历史和如何适应当地自然环境尚未得到系统研究。

中国科学院院士张亚平团队对收集到的非洲尼日利亚 6 个城市的 15 个家犬样品,以及来自非洲不同国家的 4 只非洲金豺 (Canis anthus) 样品进行了全基因组测序。群体遗传结构分析显示,非洲家犬有独立的遗传组分。群体历史模拟显示,家犬约 1 万 4 千年前迁移到非洲(图 1)。经历一次强烈的瓶颈效应后,非洲家犬与非洲金豺发生基因交流。全基因组选择信号扫描分析显示,非洲家犬群体在抗疟疾、免疫反应、紫外线保护等相关信号通路受到自然选择的作用。研究人员集中对 ADGRE1 基因开展深入研究,发现该基因与非洲人群对疟疾的易感性相关。通过疟原虫侵染小鼠巨噬细胞系实验,证明 ADGRE1 基因参与了巨噬细胞对疟原虫的胞吞作用,并通过加强 I 型干扰素通路相关基因的表达量抵抗疟原虫的侵染(图 2)。非洲犬特有的非同义突变(G655A)能够加强 ADGRE1 基因的功能。

该研究首次揭示家犬在伴随人类的过程中适应非洲炎热自然环境的遗传机制,并为今后非洲人群疟疾研究工作提供重要靶点和参考。相关研究结果发表在 Molecular Biology and Evolution 上,这是研究团队在推动万犬基因组计划发展中取得的又一新成果。

研究工作得到了国家自然科学基金、中科院先导专项、中科院中 - 非联合研究中心项目以及中科院青年创新促进会的资助。

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图 1. 非洲家犬的群体历史。

图 2.ADGRE1-G655A 突变在非洲家犬中增强对疟原虫感染的抵抗。

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1 Whole-genome sequencing of African dogs provides insights into adaptations against tropical parasites 暂无下载

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  • 全基因组测序

    全基因组测序

    全基因组测序是对未知基因组序列的物种进行个体的基因组测序。 1986 年, Renato Dulbecco 是最早提出人类基因组定序的科学家之一。他认为如果能够知道所有人类基因的序列,对於癌症的研究将会很有帮助。美国能源部(DOE)与美国国家卫生研究院(NIH),分别在 1986 年与 1987 年加入人类基因组计划。除了美国之外,日本在 1981 年就已经开始研究相关问题,但是并没有美国那样积极。到了 1988 年,詹姆士·华生(DNA 双螺旋结构发现者之一)成为 NIH 的基因组部门主管。1990 年开始国际合作。1996 年,多个国家召开百慕达会议,以 2005 年完成定序为目标,分配了各国负责的工作,并且宣布研究结果将会及时公布,并完全免费。

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