哺乳動物Ⅰ型毛角蛋白及IRS角蛋白基因的分子進化.pdf

1、在哺乳動物進化歷程中，毛角蛋白和IRS角蛋白的變異不產(chǎn)生致死效應而容易保留下來。本研究中，系統(tǒng)地比較了10種哺乳動物Ⅰ型毛角蛋白及IRS角蛋白基因的染色體圖譜。哺乳動物Ⅰ型角蛋白基因均排列在同一條染色體上，且排列的順序基本一致，反映出進化中的保守性。哺乳動物Ⅰ型毛角蛋白基因簇位于KRT23與KRT13/KRT15基因之間；KRT33、KRT34、KRT31、KRT37、KRT38、KRT32、KRT35、KRT36基因簇和KRT39、K

2、RT40基因簇之間被一個KAP基因簇分隔開：Ⅰ型IRS角蛋白基因簇位于KRT24與KRT10基因之間；即使其中某個或某幾個基因的缺失都不影響這種固有的排布，而且染色體上缺失基因的部位會留下一定長度的空缺位置，這種保守的位置信息與基因的進化起源形成密切的聯(lián)系。通過同源搜索發(fā)現(xiàn)Ⅰ型毛角蛋白及IRS角蛋白基因不是哺乳動物特有，鳥類和爬行類中都存在它們的同源基因或基因片段。嚙齒目中有功能的毛角蛋白數(shù)量明顯少于其它哺乳動物。人的Ⅰ型毛角蛋白及IR

3、S角蛋白數(shù)量與其它靈長類的相當。 哺乳動物Ⅰ型毛角蛋白KRT31～38基因的GC含量遠高于KRT39、40及IRS角蛋白基因，表明前者的基因轉(zhuǎn)換頻率應高于后者。鴨嘴獸的Ⅰ型毛角蛋白和IRS角蛋白基因GC含量都遠高于負鼠的。Ⅰ型毛角蛋白和IRS角蛋白基因的內(nèi)含子數(shù)目均保守。 進化樹分析表明KRT39、KRT40基因簇和KRT33、KRT34、KRT31、KRT37、KRT38、KRT32、KRT35、KRT36基因簇形成兩

4、個獨立的進化單元，分別由兩個祖先基因進化而來，這和它們在染色體上的分布相一致。KRT39、KRT40、KRT32、KRT35、KRT36基因產(chǎn)生于哺乳動物物種分化之前，進化樹基本反映了物種進化的關(guān)系。而KRT33、KRT34、KRT31基因是最晚進化出來的毛角蛋白基因，它們的分化明顯晚于哺乳動物物種的分化，目前仍然非?；钴S。 人角蛋白的進化樹反映出Ⅰ型IRS角蛋白起源于KRT24。哺乳動物Ⅰ型IRS角蛋白25～28在進化樹中形成

5、獨立的分支，表明它們在哺乳動物物種分化之前就已經(jīng)分化，在鳥類和爬行類基因組上也存在高度同源的序列，表明Ⅰ型IRS的祖先基因早在爬行類就已經(jīng)存在。Ⅰ型毛角蛋白和IRS角蛋白基因的啟動子序列有差異表明它們表達調(diào)控的機制有所不同。 Ⅰ型毛角蛋白及IRS角蛋白基因的同源序列在爬行類動物就存在，因此哺乳動物的祖先應該擁有多樣化的KRT基因家族。通過哺乳動物與爬行動物和鳥類基因組上Ⅰ型毛角蛋白及IRS角蛋白基因的比較，表明進化出功能上有差別