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《中国的遗传学研究——遗传学进步推动中国西部经济与社会发展——2011年中国遗传学会大会论文摘要汇编》2011年
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家犬苦味受体基因dTAS2R14的进化和功能研究

胡玲玲  施鹏  
【摘要】:家犬作为第一个被人工驯化的家养动物,在形态、行为和生理上存在很大的多样性。对家犬形态多样性的遗传机制研究表明,相关基因多通过基因表达来实现形态的多样性,例如,家犬基因组中丰富且特异的短散布核元件(SINEs)。相对来说,对家犬生理多样性遗传机制研究的较少。本文通过研究家犬苦味受体基因dTAS2R14的进化和功能,以探讨基因多样性能否引起基因功能多样性,为理解家犬生理多样性的遗传机制提供一定的提示。通过基因扩增和测序,我们获得30只家犬dTAS2R 14的序列,发现该受体基因的多态性高于假基因和非编码区,表明该基因受到一定的选择压力。同时,我们发现该基因在30只家犬中存在1 7种单倍型,并且这些单倍型在家犬中分布并无规律性。为了进一步研究这些单倍型的功能,我们构建这1 7个单倍型的功能表达载体,利用钙离子成像技术研究这些单倍型的功能。我们利用人TAS2Rs的配体来筛选这17个dTAS2R14单倍型中有功能的基因。在所选的34种苦味物质中,我们发现2种苦味物质能激活dTAS2R14,它们分别是Amarogentin和6-Propyl-2-thiomracil(PROP),月dTAS2R14对两者的反应灵敏度类似。有趣的是,我们发现dTAS2R14能被Amarogentin激活是该基因的祖先功能。在这17个单倍型中,76%的序列(10种)对PROP和Arnarogentin有反应,24%的序列(7种)无反应,且这10种有功能的单倍型对配体反应的敏感性也有显著差异。综上,dTAS2R14在家犬群体中分成两类,有功能和无功能的基因,并同有功能的单倍型之间也存在功能差异,证实该基因的遗传多样性确实影响该基因的功能并且造成功能基因的分化。通过比较这两类单倍型的序列以及点突变和功能实验,我们证明91位丝氨酸是dTAS2R14功能基因的必须氨基酸。dTAS2R14可以作为研究基因遗传多样性、蛋白质结构多样性和功能多样性之间关系很好的候选模型。

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