中華按蚊氣味結(jié)合蛋白(OBP)家族的全基因組鑒定和特征分析.pdf

1、蚊蟲傳播多種疾病，其行為在很大程度上依賴于嗅覺(jué)系統(tǒng)，例如覓食、尋找配偶、選擇產(chǎn)卵場(chǎng)所等。蚊蟲的嗅覺(jué)器官主要為觸角和下顎須，其上分布著不同形態(tài)的嗅覺(jué)感受器。在嗅覺(jué)感受器內(nèi)部有很多種響應(yīng)周圍氣味的分子，包括化學(xué)感受蛋白（Chemosensory proteins，CSPs）、嗅覺(jué)受體（Olfactory receptors，ORs）和氣味結(jié)合蛋白（Odorant binding proteins，OBPs）等，其中OBPs為嗅覺(jué)系統(tǒng)中的關(guān)鍵

2、因子之一。
　　在岡比亞按蚊、埃及伊蚊、致倦庫(kù)蚊和達(dá)氏按蚊等蚊蟲的基因組測(cè)序完成之后，采用生物信息學(xué)的方法已經(jīng)從全基因組的水平上鑒定出了大量的OBP基因。目前為止，對(duì)于中華按蚊全基因組OBP分析還未報(bào)道。本研究以中華按蚊為研究對(duì)象，從基因組和轉(zhuǎn)錄組水平對(duì)氣味結(jié)合蛋白進(jìn)行了分析和研究。
　　主要結(jié)果如下:
　　1.在中華按蚊基因組數(shù)據(jù)庫(kù)中，有64個(gè)氣味結(jié)合蛋白(OBP)被鑒定。根據(jù)中華按蚊OBP與岡比亞按蚊OBP的相似性

3、，我們對(duì)中華按蚊的OBP進(jìn)行了命名，名稱為AsOBP1-72。另外，在中華按蚊基因組中發(fā)現(xiàn)6個(gè)OBP基因具有2-6次重復(fù)。在中華按蚊基因組中，我們找到一個(gè)新的氣味結(jié)合蛋白命名為 OBP73。這些被鑒定的中華按蚊氣味結(jié)合蛋白OBP的分子量大約在12.27-52.2KDa之間，等電點(diǎn)的范圍4.37-8.18，信號(hào)肽位置一般在1-32個(gè)氨基酸長(zhǎng)度之間。中華按蚊 OBP超家族基因被分為3個(gè)亞家族：Classic亞家族（37）、Atypical亞

4、家族（15）、Plus-c亞家族（12）。
　　2.中華按蚊64個(gè)氣味結(jié)合蛋白基因平均每個(gè)基因有1-5個(gè)外顯子，總共有85個(gè)內(nèi)含子。中華按蚊氣味結(jié)合蛋白基因的內(nèi)含子長(zhǎng)度36 bp到1，967 bp之間，平均值為149.6 bp，中間值為79 bp。中華按蚊氣味結(jié)合蛋白基因的內(nèi)含子相位主要有以下三種類型：phase0，phase1和phase2。85個(gè)內(nèi)含子中大部分的內(nèi)含子都是0型的。
　　3.64個(gè)中華按蚊氣味結(jié)合蛋白全部集

5、中分布在中華按蚊的15條Scaffolds上。其中有43個(gè)氣味結(jié)合蛋白基因是成簇分布在7個(gè)Scaffolds上。這些成簇的基因總共被分為了10個(gè)集合（cluster），每個(gè)集合分布了2到8個(gè)基因。中華按蚊氣味結(jié)合蛋白的第9個(gè)集合包括了以下8個(gè)氣味結(jié)合蛋白基因（OBP23,OBP24,OBP25,OBP26,OBP27,OBP28,OBP63和OBP64）分布在 Scaffold5上，每個(gè)基因之間的平均間距為3.6KB。在岡比亞按蚊，致倦

6、庫(kù)蚊和埃及伊蚊中也同樣檢測(cè)到這樣的8個(gè)基因。暗示了這些基因的起源可能是單個(gè)基因通過(guò)一系列歷史性復(fù)制事件產(chǎn)生的。而這個(gè)復(fù)制事件可能是在按蚊，庫(kù)蚊和伊蚊發(fā)生分化之前。
　　4.從系統(tǒng)發(fā)生樹(shù)的結(jié)果中，我們可以看到中華按蚊氣味結(jié)合蛋白分別被分為三個(gè)亞家族 Classic，Atypical和Plus-C和岡比亞按蚊相對(duì)應(yīng)。根據(jù)進(jìn)化分析，岡比亞按蚊氣味結(jié)合蛋白（OBP70和 OBP71）被分類到Classic亞家族。隨后，在2013年這兩個(gè)氣

7、味結(jié)合蛋白被分類到Plus-C亞家族，而這個(gè)結(jié)果并不是構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)生樹(shù)而確立的，在這篇文章中 Obp59a這個(gè)（group）只包括了一個(gè)岡比亞按蚊氣味結(jié)合蛋白 OBP29。而我們的研究結(jié)果與前者相同，這兩個(gè)氣味結(jié)合蛋白（OBP70和OBP71）被分類到Obp59a這個(gè)group，得到系統(tǒng)發(fā)生樹(shù)的支持，自展值為77％。這兩個(gè)氣味結(jié)合蛋白都有6個(gè)保守的半胱氨酸殘基，符合Classic亞家族的模體。因此，我們確定這兩個(gè)氣味結(jié)合蛋白屬于 Clas