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昆明动物研究所和云南大学等揭示非洲家犬抵御疟原虫侵害的遗传机制
2017-10-11 | 作者:王国栋 | 来源:分子进化与基因组多样性实验室 | 【小  大】【打印】【关闭】

  家犬大约在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(https://doi.org/10.1016/j.jgg.2016.10.008),现在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。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。 

  张亚平院士领导的团队对收集到的非洲尼日利亚6个城市的15个家犬样品和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着独立的遗传组分。群体历史模拟显示家犬大约1万4千年前迁移到非洲(图1)。在经历了一次强烈的瓶颈效应后,非洲家犬与非洲金豺发生了基因交流。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。研究人员随后集中对ADGRE1基因开展了深入研究,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)。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的自然环境的遗传机制,并为今后的非洲人群疟疾研究工作提供重要的靶点和参考。相关结果发表在进化生物学领域著名杂志Molecular Biology and Evolution上(链接:https://doi.org/10.1093/molbev/msx258)。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,云南大学的王璐助理研究员,和昆明动物所的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,和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(91531303)、中科院先导专项(XDB13000000)、中科院中-非联合研究中心项目(SAJC201611)以及中科院青年创新促进会的资助。 

  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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