研讨发明鸟类葡萄糖转运卵白家族基因的丧失与功效赔偿

研讨标明，鸟类丧失了很多在其他脊椎植物中保守的功效基因。人类与小鼠缺掉这些功效基因平日会致逝世或致病，而鸟类并不表示出响应病症。是以，摸索鸟类若何应对基因缺掉惹起的生化与心理功效损失，对懂得鸟类顺应退化与人类疾病具有主要意义。今朝，此方面有两种假说：一是功效基因缺掉与鸟类特化性状有关，如丧失UCP1和KIRREL2基因能够形成鸟类非哆嗦性产热丧失和低肾小球滤过率；二是近缘基因或同源多拷贝基因能够为丧失基因供给功效赔偿。迄今为止，尚未有很好的证据予以支撑。

中国迷信院植物研讨所科研人员基于155个物种的1400多条葡萄糖转运卵白SLC2序列，构建出零碎发育树，并在脊椎植物中判定到20种SLC2基因，个中在非哺乳类脊椎植物中发明6个新基因。20种基因被分为4年夜类，个中Ⅰ类包括15个SLC2基因，Ⅱ与Ⅲ类辨别有两个SLC2基因，Ⅳ类仅一个。研讨发明，Ⅰ-Ⅲ类基因辨别在被囊类与脊椎植物分化进程中产生复制，能够与脊椎植物全基因组复制事情有关。同时，SLC2基因在脊椎植物类群中产生分歧水平的丧失。新来源的SLC2基因较陈旧基因更易丧失，且基因丧失与鸟类染色体重排有关。

SLC2A4基因在胰岛素引诱葡萄糖转运中具有主要感化。但是，鸟类却丧失了该基因，是以年夜多半研讨以为SLC2A4基因丧失能够是形成鸟类高血糖的主要身分。鸟类与哺乳类辨别演变出较高代谢率与恒定体温，而糖类是保持根底代谢与体温的能量起源。研讨经过对分歧脊椎植物类群SLC2基因选择剖析，发明哺乳类SLC2A4与鸟类SLC2A12遭到相似较强的正选择，且受正选择位点均位于N端构造域。同时，SLC2A12在恒温植物中遭到的选择压力与质量特异性代谢率有关。是以，哺乳类SLC2A4与鸟类SLC2A12基因能够在功效上具有类似性。

基于此，研讨人员对青藏高原两种雪雀以及分歧高下海拔树麻雀种群展开深化研讨。经过对野外心理组学数据剖析，研讨发明高原树麻雀与雪雀经过进步胰岛素敏理性增进糖类代谢，以顺应高海拔低氧生活，而SLC2A12高表达与非同义渐变能够与胰岛素敏理性和低血糖有关。经过RNA搅扰试验，研讨进一步验证了下降SLC2A12表达会引诱树麻雀高血糖、胰岛素抵御、高运动量与能量代谢等相似的症状。鸟类SLC2A12基因在必定水平上为SLC2A4的丧失供给了生化赔偿，且该基因会影响鸟类根底代谢和行动运动。

经过联合零碎发育、心理组学数据剖析与RNAi功效试验验证等办法，研讨证明了葡萄糖转运卵白家族中陈旧的同源多拷贝基因具有更多的功效多样性，并为鸟类主要基因丧失供给生化赔偿，同时在鸟类对极端情况顺应中发扬主要感化。(100yiyao.com）