ELISA快速檢測(cè)試劑-齊一生物

由牛津大學(xué)，深圳國家基因庫生物多樣性基因組研究課題組和丹麥諾和諾德公司合作完成的沙鼠（Psammomys obesus）基因組研究成果發(fā)表于 PNAS。該研究文章公布了高質(zhì)量的沙鼠基因組圖譜，并通過對(duì)沙鼠基因組中重點(diǎn)區(qū)域的分析揭示了沙鼠易患糖尿病的遺傳機(jī)制。

沙鼠是目前少有的可以作為研究二型糖尿病的模式生物，是沙鼠亞科 Gerbillinae 的一個(gè)成員，生活在的荒漠環(huán)境中。對(duì)缺水和食物環(huán)境的適應(yīng)影響了沙鼠對(duì)糖分代謝能力。對(duì)沙鼠進(jìn)行高糖分食物喂養(yǎng)，會(huì)使沙鼠容易肥胖，發(fā)展出糖尿病相關(guān)特征，導(dǎo)致胰腺衰竭甚至死亡。PDX1 是胰島細(xì)胞中表達(dá)的基因，參與調(diào)控胰島素分泌和其他胰島激素基因作用。在之前的研究中，研究人員并未在沙鼠及其同一亞科（Gerbillinae）的物種中找到 PDX1 基因，卻在該亞科zui鄰近的物種非洲刺毛鼠（Acomys cahirinus）發(fā)現(xiàn)了這個(gè)基因。因此，研究人員猜測(cè)沙鼠亞科的物種在演化過程中丟失了這個(gè)基因，從而使沙鼠變得對(duì)糖尿病易感。但在進(jìn)一步的研究中，發(fā)現(xiàn)這個(gè)基因跟胚胎中的胰腺發(fā)育相關(guān)，在小鼠中剔除這個(gè)基因會(huì)使小鼠在生長(zhǎng)中因胰腺缺失而導(dǎo)致死亡，所以也有不少學(xué)者推測(cè)沙鼠不可能丟失該基因。 為了解決以上問題，揭示沙鼠獲得糖尿病的機(jī)制，研究人員對(duì)沙鼠基因組進(jìn)行測(cè)序， 同時(shí)對(duì)沙鼠的肝臟、胰腺與十二指腸組織進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組分析。研究人員在初始組裝的基因組版本中并未找到 PDX1 及其附近的共 88 個(gè)基因，但是在轉(zhuǎn)錄組中卻識(shí)別出了同源序列，而且轉(zhuǎn)錄組中 PDX1 及其他在基因組丟失的基因序列的 GC 含量都異乎尋常的高，這一結(jié)果暗示了在基因組上未能識(shí)別的這些序列可能是由于高 GC 含量導(dǎo)致的偏差造成的。因此研究人員進(jìn)一步分離出了高 GC 含量的基因組區(qū)域，并用 Miseq 對(duì)這段區(qū)域進(jìn)行加測(cè)和重新對(duì)基因組進(jìn)行組裝，zui終在重新組裝的基因組中找到了 PDX1 基因及其附近的其他基因。

通過對(duì)沙鼠 PDX1 功能域的 60 個(gè)氨基酸與其他脊椎動(dòng)物比較，發(fā)現(xiàn)這個(gè)基因在沙鼠演化過程中發(fā)生了極其快速的變化，演化出跟其他物種*不同的 15 個(gè)氨基酸位點(diǎn)，同時(shí)這個(gè)基因兩端也存在多個(gè)片段缺失。研究人員計(jì)算了小鼠與沙鼠／人與沙鼠 1:1 直系同源序列的蛋白偏離指數(shù)（PDI），結(jié)果表明，大部分沙鼠的基因序列與小鼠和人都有很高的相似度，但 Pdx1 序列的差異度zui高。在蛋白偏離指數(shù)前 10 的序列中有 7 個(gè)序列在 GC 突變熱點(diǎn)區(qū)域，暗示 GC 偏向性突變對(duì)這一區(qū)域編碼序列的差異有重要的影響。研究人員推測(cè)，這一高度偏向性的突變?cè)斐闪松呈笾?Pdx1 基因的高 GC 含量，這一特征對(duì)于該基因調(diào)控胰島素和其他胰腺基因的轉(zhuǎn)錄可能有重要的影響。進(jìn)一步的功能實(shí)驗(yàn)表明，這種 GC 偏好變異對(duì)于沙鼠乃至整個(gè)沙鼠科物種在干旱與低能量攝入的環(huán)境下，提高糖代謝效率具有重要作用。這也很好地解釋了沙鼠為何在喂食高熱量食物后容易產(chǎn)生糖尿病的現(xiàn)象