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云南大学和昆明动物研究所等揭示非洲家犬抵御疟原虫侵害遗传机制
时间:2017-10-18 11:20:46  编辑:  浏览:

 

家犬大约在3万多年前从亚洲的灰狼驯化而来,并于1万多年前迁移到达非洲,现在已遍布世界大部分有人类居住的地方。家犬对自然环境的适应性进化的遗传机制一直是进化生物学家研究的热点。非洲具有较强的紫外线、较高的温度和疟疾肆虐等环境,家犬伴随人类适应了当地的环境。而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。

云南大学名誉校长张亚平院士领导的团队收集了非洲尼日利亚6个城市的15个样品和来自非洲不同国家的4只非洲金豺(Canis anthus),并做了群体基因组测序和分析。群体遗传结构分析显示非洲家犬有着独立的遗传组分。群体历史模拟显示家犬大约14千年前迁移到非洲(1)。然后与当地的非洲金豺发了基因交流(1.88%-3.50%)。全基因组选择信号扫描和模拟计算分析揭示ADGRE1基因在非洲犬中受到强烈的正选择。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,并且通过加强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)。此外,他们还发现非洲犬特有的非同义突变(G655A)能够加强ADGRE1基因的功能。相关结果为今后的非洲人群疟疾研究工作提供重要的靶点和参考。

除此之外,该研究还揭示了非洲家犬的历史。它们与欧洲家犬的分歧时间大约为14000年前,在经历了一次强烈的瓶颈效应后,与非洲金豺发生了基因交流。除了和抗疟疾有关的ADGRE1外,研究人员还发现和insulin secretion and sensitivity, 免疫,, 血管形成,和紫外线保护相关信号通路受到自然选择的作用。该研究首次揭示家犬在伴随人类的过程中适应非洲炎热的自然环境的遗传机制,该研究发表在进化生物学领域著名杂志Molecular Biology and Evolution上(链接:https://academic.oup.com/mbe/article/4316110/Whole-genome-sequencing-of-African-dogs-provides)。这是该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。

云南大学和昆明动物所联合培养的柳延虎博士研究生,云南大学王璐助理研究员和昆明动物所徐涛副研究员为共同第一作者,张亚平院士,王国栋副研究员以及齐晓朋研究员为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金(NSFC91531303)、中科院先导专项(XDB13000000)和中非中心联合支持。

生物资源保护与利用重点实验室 供稿

(编辑:马竞欧)


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