本文選題：免疫球蛋白D + 亞型分化　； 參考：《中國農(nóng)業(yè)大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：免疫球蛋白(imunoglobulin,Ig)是有頜類脊椎動物適應(yīng)性免疫系統(tǒng)中的關(guān)鍵分子。作為其中最古老的Ig類型,IgD(由δ因編碼)被認(rèn)為存在于除鳥類之外的其他所有有頜類脊椎動物中。長久以來,大家普遍認(rèn)為鳥類只表達(dá)IgM、IgA、IgY三種Ig重鏈類型,缺失了在其他物種中都保守存在的IgD。但以前對鳥類Ig基因的研究主要集中在少數(shù)物種上,受技術(shù)手段的影響,部分結(jié)論可能并不準(zhǔn)確、全面。因此本研究利用高通量技術(shù)手段全面分析了非洲鴕鳥(Struthiocamelus)、鴯鹋(Dromaius novaetollandiae)、珍珠鳥(Taeniopygia guttata)等幾種代表性鳥類表達(dá)的Ig類型,首次在鳥類中發(fā)現(xiàn)了δ因及IgM和IgY的亞型分化。非洲鴕鳥代表著現(xiàn)存最原始的鳥類,同爬行類動物親緣關(guān)系很近,因此在進(jìn)化生物學(xué)研究上具有重要價值。本研究首先以非洲鴕鳥為研究對象,對其表達(dá)的Ig基因類型進(jìn)行了全面分析。提取非洲鴕鳥脾臟、法氏囊、小腸組織RNA樣品進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序,對轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)和華大基因測得的非洲鴕鳥基因組測序數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,經(jīng)BLAST搜索及后續(xù)詳細(xì)的序列比對發(fā)現(xiàn)非洲鴕鳥中存在三種新的 Ig 類型:IgD、IgM2 和 IgY2。通過 3' RACE(rapid amplification of cDNA ends)和5' RACE相結(jié)合的方法擴(kuò)增得到δ基因序列全長,并選用多個物種Ig基因的氨基酸序列構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹,分析了這些基因的進(jìn)化特點。采用Northern Blotting和熒光定量PCR在RNA水平上驗證了δ基因的表達(dá)模式及在不同組織中的表達(dá)特點。通過構(gòu)建BAC(bacterial artificial chromosome)文庫并篩選相應(yīng)BAC克隆、基因組步移和長片段PCR擴(kuò)增等方法繪制了非洲鴕鳥重鏈基因位點部分結(jié)構(gòu)圖:μ1-δ-α-μ2。為探討δ基因在鳥類中是否普遍存在,本研究對已有的48種鳥類基因組數(shù)據(jù)進(jìn)行逐一搜索,在18種鳥類中發(fā)現(xiàn)了δ因片段序列,表明δ基因在鳥類中是廣泛存在的。此外,IgM和IgY分別存在2種亞型這一現(xiàn)象也是在鳥類中首次發(fā)現(xiàn)。為進(jìn)一步深入探討δ基因以及IgM和IgY亞型分化在其他鳥類中的情況,本研究選擇了鴯鹋和珍珠鳥這兩個物種驗證上述相關(guān)實驗結(jié)果。鴯鹋與非洲鴕鳥同屬于平胸總目,也是進(jìn)化上較為古老的鳥類。研究結(jié)果表明鴯鹋表達(dá)的免疫球蛋白類型同非洲鴕鳥一致,共有IgM1、IgM2、IgD、IgA、IgY1和IgY2六種類型。珍珠鳥屬于雀形目,而雀形目是鳥類中物種種類最為豐富、數(shù)量最為龐大的一類。分析結(jié)果表明珍珠鳥同雞、鴨一致,只表達(dá)IgM、IgA和IgY三種免疫球蛋白,不表達(dá)IgD,在該物種中也未發(fā)現(xiàn)IgM和IgY亞型分化現(xiàn)象。綜上所述,本研究首次在鳥類中發(fā)現(xiàn)了 IgD編碼基因。雖然個別鳥類物種丟失了該基因,但該基因仍然廣泛存在于大部分鳥類中。此外,本研究還在鳥類中發(fā)現(xiàn)了 IgM和IgY亞型基因分化現(xiàn)象,且進(jìn)化分析表明IgM和IgY的亞型分化發(fā)生在現(xiàn)存鳥類物種分化之前。這些結(jié)果表明現(xiàn)代鳥類的共同祖先表達(dá)IgM1、IgM2、IgD、IgA、IgY1和IgY2六種免疫球蛋白類型。對于IgM而言,較古老的鳥類(如非洲鴕鳥、鴯鹋)同時保留了 IgM1和IgM2,其他鳥類則丟失了 IgM2編碼基因,僅表達(dá)IgM1;對IgY而言,一部分鳥類(如非洲鴕鳥、鴯鹋、鴿子)同時表達(dá)IgY1和IgY2,另外一部分鳥類(如珍珠鳥、企鵝)僅表達(dá)IgY1,其他鳥類(如雞、鴨、鵝)僅表達(dá)IgY2。這些研究結(jié)果對于理解免疫球蛋白基因在有頜類脊椎動物尤其是鳥類中的進(jìn)化模式具有重要意義。
[Abstract]:In this study , three Ig heavy chain types such as IgM , IgA and igy have been found in birds except birds . In this study , it was found that the expression patterns of IgM1 , IgM2 , IgD , IgA , IgY1 and IgY2 were found in the birds . IgY1 and IgY2 are expressed at the same time , and only IgY1 is expressed in other birds ( e.g . , birds , ducks and geese ) , and only IgY2 is expressed in other birds ( such as chickens , ducks , geese ) . These findings are important for understanding the evolution patterns of immunoglobulin genes in mammals , especially birds .

【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：Q953
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本文編號：1898020