鈍口肺魚免疫球蛋白基因的進化分析
發(fā)布時間：2021-10-21 23:19
脊椎動物所表達的免疫球蛋白類型與其進化地位有關：新的免疫球蛋白重鏈類型在進化過程中不斷產(chǎn)生以執(zhí)行更精細的免疫效應,而輕鏈類型則在進化進程中有所減少。無論在種類還是表達機制等方面,魚類免疫球蛋白基因都與四足動物有顯著差異。肺魚屬肉鰭魚類,是與四足動物進化親緣關系最近的魚類。深入研究肺魚免疫球蛋白基因有助于揭示免疫球蛋白基因從魚類到四足動物進化的過程。本研究針對鈍口肺魚的免疫相關器官（腎臟、肝臟、腸、精巢）進行了轉(zhuǎn)錄組測序并得到共計122123條Unigene （平均長度為575bp）。參考測序結(jié)果,我們通過多種PCR手段克隆到3種IgM （IgM1/2/3）,各亞型間恒定區(qū)氨基酸序列同源性為52.5～67.7%；2種IgW（IgW1L、IgW2s）,序列間同源性為65.4%；以及被我們發(fā)現(xiàn)并命名的兩種新型免疫球蛋白重鏈類型——IgN（包括三種亞型,IgN1/2/3,序列間同源性為70.2～87.6%）和IgQ。雖然IgN與IgW的序列同源性僅為25.2～29.2%,但系統(tǒng)進化樹表明兩者有較近的親緣關系。系統(tǒng)進化分析還顯示IgQ與肺魚IgW及IgY親緣關系較遠,但與其它魚類的IgW/D被分...
【文章來源】：中國農(nóng)業(yè)大學北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：147 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
免疫球蛋白結(jié)構(gòu)示意圖
圖1.2 A.免疫球蛋白輕鏈可變區(qū)結(jié)構(gòu)域與恒定區(qū)結(jié)構(gòu)域折疊結(jié)構(gòu)示意圖。B.P折疊展開以示意各[3鏈及轉(zhuǎn)彎連接關系。（來源于參考文獻（Goldsby，2003),參考(Murphy K, 2012)進行了再編輯。）Figure 1.2 A. Diagram of an immunoglobulin light chain depicting the immunoglobulin-fold structure of itsvariable and constant domains. B. The p pleated sheets are opened out to reveal the relationship of the individualstrands and joining loops, (source: reference (Goldsby, 2003)，modified from (Murphy K, 2012).)1.2免疫球蛋白多樣性的分子機制免疫球蛋A的分了-多樣性主要來源于四種分了-機制。其中包含通過重組V區(qū)相關基因片段(V(D)J片段）以提高多樣性的兩種機制：其一，組合多樣性（combinatorial diversity)。它是V區(qū)多樣性的主要來源，對胚系同有的V區(qū)相關基因片段進行多種排列組合（V(D)J重組）實現(xiàn)。在個別只有一個或少數(shù)幾個有功能胚系V、D、J基因片段的物種中（雞、兔了-等），在V(D)J重組后。還需要基因轉(zhuǎn)換（gene conversion, GO機制來豐富組合多樣性。山于該機制僅發(fā)生于禽類和小部分哺乳類中，故在此巧、單獨贅述。其二、接頭多樣性（junction diversity)。即通過其他重組過程可在V 相關片段的接頭處引入多樣性。主要山V(D)J重組中的修復途徑實現(xiàn)。此外第三種分子多樣性機制也屬于組合多樣性，即多種重鏈與輕鏈組合配對形成完糧的Ig分了-，可對抗原結(jié)合區(qū)域的多樣性產(chǎn)生微妙影響。第一種和第三種組合多樣性機制理論上可以產(chǎn)生將近1.9 X
輕鏈基因片段組成類似重鏈，但缺少D基因片段。K基因座的結(jié)構(gòu)類似于重鏈，X基因座中多個V片段下游重復出現(xiàn):干J-C基因簇（圖1.3)。+同的輕鏈基因，其基因結(jié)構(gòu)有保守的排布特點，可作為其類屯鑒定依據(jù)。X light-chain locusLI Vx1 13 Vj>g L V3C C^1 Jx2 Ca? J*4. …:: 二 : __jj mm-:K lighl^chan locusJ V,1 L2 V,2 L3 V,3 L JJ S C,4畫一誦...腦Heavy-chain locusIt Vh1 L2 Vh2 L3 Vh3 r V^^40 . r Oh1-23 ] Jh1-?■■ ■^\m.[It圖1.3人類基因組免疫球蛋白重鏈及輕鏈基因組的胚系結(jié)構(gòu)。（來源于參考文獻（Murphy K, 2012))Figure 1.3 The germline organization of the immunoglobulin heavy- and light-chain loci in the human genome.(source; reference (Murphy K, 2012))1.2.2 V(D)J 重組V(D)J重組過程是一種細胞特兄、位點特兄、等位基因特兄的階段性發(fā)生于染色體上的線性重組過程（Jung et al.，2006)。BCR相關基因位點（重鏈和輕鏈基因座）及TCR相關基因位點的重組都依賴這一過程。就BCR而言，該過程發(fā)生在發(fā)育中的B細胞中，需要在待重組片段側(cè)翼的重組信弓?序列（recombination signal sequence, RSS)的調(diào)控下進行。RSS序列緊鄰V、D、J基因片段，包括較保守的七聚體（heptamer) 5'-CACAGTG-3',繼而是4、保守的12或23 bp間隔[ST. (spacer),最后緊跟保守九聚體序列（nonamer) 5'-ACAAAAACC-3'(圖1.4)。問隔區(qū)里然堿基序列迥兄，但其長度絕對僅守
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Immunoglobulin genes and diversity: what we have learned from domestic animals[J]. Yi Sun,Zhancai Liu,Liming Ren,Zhiguo Wei,Ping Wang,Ning Li,Yaofeng Zhao. Journal of Animal Science and Biotechnology. 2012(04)
本文編號：3449914
【文章來源】：中國農(nóng)業(yè)大學北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：147 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
免疫球蛋白結(jié)構(gòu)示意圖
圖1.2 A.免疫球蛋白輕鏈可變區(qū)結(jié)構(gòu)域與恒定區(qū)結(jié)構(gòu)域折疊結(jié)構(gòu)示意圖。B.P折疊展開以示意各[3鏈及轉(zhuǎn)彎連接關系。（來源于參考文獻（Goldsby，2003),參考(Murphy K, 2012)進行了再編輯。）Figure 1.2 A. Diagram of an immunoglobulin light chain depicting the immunoglobulin-fold structure of itsvariable and constant domains. B. The p pleated sheets are opened out to reveal the relationship of the individualstrands and joining loops, (source: reference (Goldsby, 2003)，modified from (Murphy K, 2012).)1.2免疫球蛋白多樣性的分子機制免疫球蛋A的分了-多樣性主要來源于四種分了-機制。其中包含通過重組V區(qū)相關基因片段(V(D)J片段）以提高多樣性的兩種機制：其一，組合多樣性（combinatorial diversity)。它是V區(qū)多樣性的主要來源，對胚系同有的V區(qū)相關基因片段進行多種排列組合（V(D)J重組）實現(xiàn)。在個別只有一個或少數(shù)幾個有功能胚系V、D、J基因片段的物種中（雞、兔了-等），在V(D)J重組后。還需要基因轉(zhuǎn)換（gene conversion, GO機制來豐富組合多樣性。山于該機制僅發(fā)生于禽類和小部分哺乳類中，故在此巧、單獨贅述。其二、接頭多樣性（junction diversity)。即通過其他重組過程可在V 相關片段的接頭處引入多樣性。主要山V(D)J重組中的修復途徑實現(xiàn)。此外第三種分子多樣性機制也屬于組合多樣性，即多種重鏈與輕鏈組合配對形成完糧的Ig分了-，可對抗原結(jié)合區(qū)域的多樣性產(chǎn)生微妙影響。第一種和第三種組合多樣性機制理論上可以產(chǎn)生將近1.9 X
輕鏈基因片段組成類似重鏈，但缺少D基因片段。K基因座的結(jié)構(gòu)類似于重鏈，X基因座中多個V片段下游重復出現(xiàn):干J-C基因簇（圖1.3)。+同的輕鏈基因，其基因結(jié)構(gòu)有保守的排布特點，可作為其類屯鑒定依據(jù)。X light-chain locusLI Vx1 13 Vj>g L V3C C^1 Jx2 Ca? J*4. …:: 二 : __jj mm-:K lighl^chan locusJ V,1 L2 V,2 L3 V,3 L JJ S C,4畫一誦...腦Heavy-chain locusIt Vh1 L2 Vh2 L3 Vh3 r V^^40 . r Oh1-23 ] Jh1-?■■ ■^\m.[It圖1.3人類基因組免疫球蛋白重鏈及輕鏈基因組的胚系結(jié)構(gòu)。（來源于參考文獻（Murphy K, 2012))Figure 1.3 The germline organization of the immunoglobulin heavy- and light-chain loci in the human genome.(source; reference (Murphy K, 2012))1.2.2 V(D)J 重組V(D)J重組過程是一種細胞特兄、位點特兄、等位基因特兄的階段性發(fā)生于染色體上的線性重組過程（Jung et al.，2006)。BCR相關基因位點（重鏈和輕鏈基因座）及TCR相關基因位點的重組都依賴這一過程。就BCR而言，該過程發(fā)生在發(fā)育中的B細胞中，需要在待重組片段側(cè)翼的重組信弓?序列（recombination signal sequence, RSS)的調(diào)控下進行。RSS序列緊鄰V、D、J基因片段，包括較保守的七聚體（heptamer) 5'-CACAGTG-3',繼而是4、保守的12或23 bp間隔[ST. (spacer),最后緊跟保守九聚體序列（nonamer) 5'-ACAAAAACC-3'(圖1.4)。問隔區(qū)里然堿基序列迥兄，但其長度絕對僅守
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Immunoglobulin genes and diversity: what we have learned from domestic animals[J]. Yi Sun,Zhancai Liu,Liming Ren,Zhiguo Wei,Ping Wang,Ning Li,Yaofeng Zhao. Journal of Animal Science and Biotechnology. 2012(04)
本文編號：3449914
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