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水生所关于干扰素调节因子(IRFs)演化的研究取得新进展
作者: 杜康 | 2018-01-31 | 浏览量:

  获得性免疫出现于脊椎动物分化的初期,它是如何出现,又是怎样与先天性免疫接洽,进而协同工作的?现有的科学资料尚不能完善地解答这一问题。在获得性免疫出现初期,一些免疫基因发生了相应的重大演变,作用于两种免疫系统之内、沟通于两者之间。对于这类免疫基因的研究不仅能加深我们对其本身的认识,同时也为解释上述问题提供新的思路和观点,其中就包括干扰素调节因子(IRF)。

  前人关于IRF系统发育和功能分化方面的研究,由于关键数据的缺乏,无法给予全面的视角。中国科学院水生生物研究所何舜平研究员学科组在IRF的研究方面有较深厚的积累,近期完成测序的一些古代鱼类和七鳃鳗的基因组或转录组更是为该研究提供了关键支持。该学科组利用相似性搜索,于11个脊椎动物和4个原索动物的海量基因组或转录组中鉴定出148个IRF。系统发育树重构和同线性追踪的分析结果修正了前人的结论,暗示脊椎动物的IRF是通过第二次全基因组加倍和后来的拷贝,产生于3个祖先基因,而非4个。因而在后面的分析中,IRF家族被划分为3组。表达模式的分析结果不仅显示IRF各组成员的表达谱呈现分化趋势,还暗示了某些成员行使了免疫之外的功能。自然选择压力分析显示,尽管大多数脊椎动物IRF都受到了正向选择,然而各组中各发现一名成员经受着纯化选择,暗示着该名成员可能承担该组的祖先功能,从而使其组员免受纯化选择的压力,进而演化出新的功能。最后,综合前人关于IRF的调控网络的研究结果,以及新基因调控现存基因网络的观点,该研究认为自有颌类中出现的干扰素(Interferon,IFN),作为新基因介入到当时已存在的IRF调控网络中,引入了新的基因相互作用和选择压力,引起了该家族复杂而革新化的演变;同时,这类机制可能广泛存在于免疫系统的进化过程中,为脊椎动物获得性免疫的进化提供了新的视角和观点。

  上述研究工作由何舜平学科组杜康等人完成。研究得到了国家自然科学基金的资助(Grant No. 31372190)。相关论文“Ancient duplications and functional divergence in the interferon regulatory factors of vertebrates provide insights into the evolution of vertebrate immune systems”已在线发表于Developmental & Comparative Immunology。

  文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0145305X17305633

 

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