国外研究

PLOS ONE:CLEC4M基因多态性演化新假说

作者: 来源:PLos ONE 2018-03-07 我要评论( )

CLEC4M基因被证明是多种传染性疾病病毒的受体,此前研究认为VNTR区域是自然选择的作用靶点。近日东南大学,中国科学院昆明动物研究所、香港中文大学生物资源与疾病分子机理联合实验

CLEC4M基因被证明是多种传染性疾病病毒的受体,此前研究认为VNTR区域是自然选择的作用靶点。近日东南大学,中国科学院昆明动物研究所、香港中文大学生物资源与疾病分子机理联合实验室的研究人员采用PCR-克隆-测序的方法研究发现,CLEC4M基因VNTR区域的多态是在人类走出非洲之前形成的,提出现代人类这种多态的分布现状是由人类迁移所造成的新观点,相关成果公布在PLoS ONE杂志上。

CLEC4M基因是19号染色体上C型凝集素家族中的一员,它被证明是多种传染性疾病病毒的受体,如HIV-1,sars-Cov,HCV等。该基因的第4外显子的VNTR在全球人类群体中存在4-9次重复的多态现象,并被认为这种不同长度的多态可能和宿主对病毒的易感性有关。前人的研究认为CLEC4M基因受到平衡选择的作用,VNTR区域是自然选择的作用靶点。

为了深入探讨CLEC4M基因VNTR区段的起源与演化问题,研究人员对CLEC4M基因VNTR区段作了全面的研究,在CEPH panel中挑选145个个体,分别覆盖并代表亚洲,非洲,欧洲,大洋洲,美洲和中东地区人群。研究人员采用检测PCR-克隆-测序的方法,构建了全世界人群在此位点4-9次重复等位基因的单倍型,结果表明不同大洲人群相同的等位基因(相同的重复单元)是由相同的单倍型构成的,表明CLEC4M基因VNTR区域的多态是在人类走出非洲之前形成的,现代人类这种多态的分布现状是由人类迁移所造成的,同时该区段受到中性选择。

近年来SNP技术在人类基因组方面的贡献可谓功不可没,科学家们取得了人类进化、人类种群的演化和迁徙领域取得了一系列重要成果。不过,此次结果不支持前人用SNP为标记提出的VNTR区段不同重复单元的独立起源以及该VNTR区段是自然选择作用的靶点的假说。看来,对于人类基因进化的研究,还有很长的路要走。

作者简介:

张亚平

院士,理学博士,研究员,博士生导师。1991年在中科院昆明动物研究所获博士学位,1992-1995年初在美国圣地亚哥动物协会做博士后研究,1995年回国任研究员,现任中国科学院昆明动物研究所所长,中国遗传学会动物遗传专业委员会主任;《Cell Research》、《自然科学进展》、《遗传学报》、《科学通报》、《动物学报》、《生物多样性》、《动物学研究》等刊物编委。主要的研究方向包括在国内较早地、系统地开展动物分子系统学的研究,深入研究灵长类、食肉类、兔形类和啮齿类的进化,在国际上建立了较为全面的熊超科分子系统树等。1995年以来,在《Nature》、《science》、《PNAS》、《Nature Genetics》、《American Journal of Human Genetics》等国际著名SCI刊物发表了一批论文,其论文已被引用约800次。

原文摘要:

The Origin and evolution of Variable Number Tandem Repeat of CLEC4M Gene in the Global Human Population

CLEC4M is a C-type lectin gene serving as cell adhesion receptor and pathogen recognition receptor. It recognizes several pathogens of important public health concern. In particular, a highly polymorphic variable number tandem repeat (VNTR) at the neck-region of CLEC4M had been associated with genetic predisposition to some infectious diseases. To gain insight into the origin and evolution of this VNTR in CLEC4M, we studied 21 Africans, 20 Middle Easterns, 35 Europeans, 38 Asians, 13 Oceania, and 18 Americans (a total of 290 chromosomes) from the (Human Genome Diversity Panel) HGDP-CEPH panel; these samples covered most of alleles of this VNTR locus present in human populations. We identified a limited number of haplotypes among the basic repeat subunits that is 69 base pairs in length. only 8 haplotypes were found. Their sequence identities were determined in the 290 chromosomes. VNTR alleles of different repeat length (from 4 to 9 repeats) were analyzed for composition and orientation of these subunits. Our results showed that the subunit configuration of the same repeat number of VNTR locus from different populations were, in fact, virtually identical. It implies that most of the VNTR alleles existed before dispersion of modern humans outside Africa. Further analyses indicate that the present diversity profile of this locus in worldwide populations is generated from the effect of migration of different tribes and neutral evolution. Our findings do not support the hypothesis that the origin of the VNTR alleles were arisen by independent (separate) mutation events and caused by differential allele advantage and natural selection as suggested by previous report based on SNP data.

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