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褐家鼠Rattus norvegicus是人类最主要的伴栖鼠之一,它能传播鼠疫等20多种烈性传染病。基于形态学的研究,表明中国是其分化中心,但褐家鼠的起源还有争议,迁移路线尚不清楚。本项目拟通过对褐家鼠群体遗传学的研究,来了解它的群体历史,进而推测它的起源、迁移。对来自中国17个省市和俄罗斯的287份褐家鼠样品进行了线粒体控制区全序列和ND4部分序列的测定,共得到1423bp长的序列和78个单倍型(不考虑682位和767位的长度多态)。另外对来自全球9个国家的80份样品测定了D-loop区,联合网络已发表的数据,得到12个D-loop单倍型。构建了单倍型的系统发育树,并估计了群体参数,绘制了中介网络图,计算了误配分布,进行了中性检验和AMOVA分析,结果表明褐家鼠具有较高的核苷酸多样度和单倍型多样度;遗传变异主要发生在群体内部;褐家鼠经历了近期的群体扩张;认为中国和俄罗斯是世界褐家鼠的主要起源中心;中国和西伯利亚东南部是褐家鼠主要的迁移中心,并且存在陆路与水陆两条迁移路线。HILS1蛋白是一种精细胞特异表达的,H1链接组蛋白的变体。它在精子形成过程的细胞染色质重组时的核浓缩过程中扮演了很重要的作用。
本研究发现哺乳动物HILS1基因受到达尔文正选择作用而发生快速进化。有趣的是,在狭鼻灵长类中,HILS1基因很有可能已经成为一个非编码蛋白质的基因,但是其仍然表达,并保持一定的潜在功能。人的HILS1基因microRNA预测得到4个可能的microRNA:hsa-miR-593,hsa-miR-661,hsa-miR-421和hsa-miR-96。MIRN593经过生物学实验证实了其对人类HILS1基因存在调控作用。MIRN593是在狭鼻灵长类中特有,而且检测到它在狭鼻灵长类动物中经历了快速进化。除HILS1基因之外,诸如精蛋白,核内转换蛋白和睾丸特异的链接组蛋白这些与染色体重塑有关的蛋白质同样发生快速进化。这也提示,染色体的重塑在精子的形成过程中是一个重要的步骤,其过程经历了适应性进化,其进化机制可能与精子的竞争有关。我们推测这些基因中发生的适应性的突变,很有可能有利于提高精子对卵子的受精能力。