ELISA快速檢測(cè)試劑-齊一生物

由牛津大學(xué)，深圳國(guó)家基因庫(kù)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(guò)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(guò)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(wèn)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(guò)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(guò)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