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中科院系统生物学重点实验室的科研人员揭示了藏獒的高原适应机制

         2014年4月10日,国际基因组研究的权威杂志Genome Research在线刊登了中国科学院上海生命科学研究院/中国科学院系统生物学重点实验室李亦学课题组与云南农业大学,中国农业大学,上海产业技术研究院·上海生物信息技术研究中心等单位合作研究成果“Whole genome sequencing of six dog breeds from continuous altitudes reveals adaption to high-altitude hypoxia”。研究团队通过对不同海拔生存的犬类群体基因组进行系统的比较分析发现了犬类的高原适应机制,研究结果同样揭示了高原犬类(如藏獒)和高原居住人群在高原适应过程中的趋同进化过程。
         为了揭示犬类适应高海拔低氧环境的遗传机制,研究组沿青藏高原的茶马古道采集了六种品系的犬共计60个样本。采用全基因组深度测序的方法,总数据量达到6.75T,这是迄今最大的犬类重测序项目。这也是第一次揭示藏獒这种世界上最古老和最凶猛的犬类的遗传多态性。研究组在不同海拔的犬类的基因组中鉴定到了高度分化的区域,其中包含的基因如EPAS1和HBB,在人类或其他动物中都与高原低氧的适应性有关。特别是,研究组在高海拔犬类的EPAS1基因中发现了四个全新的氨基酸突变,其中一个发生在PAS结构域的一个高度保守的位点上。研究组在更大的样本上验证了这个突变,并通过与生理指标的关联分析表明它与血流阻力的降低有关。有趣的是,EPAS1也与藏族人群的高原适应性有关,但是人类中却没有鉴定到EPAS1的编码区突变。这些结果表明,高原犬类与高原人群在低氧适应方面存在协同进化,同时也为研究EPAS1在这一适应过程中的作用提供了新的启示。
         该项目部分经费由国家科技部,中国科学院,国家自然科学基金委等资助。

图1:不同海拔犬类全因组的Fst分析揭示基因组上高度分化的区域

图2:高海拔犬类特有的 EPAS1氨基酸突变G305S

 

   
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