鮸魚轉(zhuǎn)鐵蛋白基因的克隆及進(jìn)化分析.pdf

1、魚類是兼具特異性免疫和非特異性免疫的低等脊椎動(dòng)物。相比哺乳動(dòng)物來說，魚類的特異性免疫機(jī)制并不是特別完善，水生生物中存在品種數(shù)目眾多和大量的致病性微生物以及強(qiáng)大的生存壓力，使得魚類的免疫系統(tǒng)在面臨病原微生物的入侵過程中，非特異性免疫系統(tǒng)在抵御外源微生物中發(fā)揮相當(dāng)重要的作用。
　　轉(zhuǎn)鐵蛋白(Transferrin，TF)是一種非血紅素結(jié)合的β-球蛋白，它具有兩個(gè)鐵離子(Fe3+)結(jié)合位點(diǎn)，可以結(jié)合兩個(gè)鐵離子(Fe3+）。轉(zhuǎn)鐵蛋白功能廣

2、泛，不僅在運(yùn)輸機(jī)體內(nèi)鐵離子以及鐵在體內(nèi)的代謝起重要作用，而且還在細(xì)胞呼吸、細(xì)胞生長和增殖中也扮演重要角色。另外它還具有抗菌殺菌的功能，參與機(jī)體的先天性免疫功能。
　　在這項(xiàng)研究中，鑒定和分離出鮸魚的TF基因(MIMI-TF)。鮸魚轉(zhuǎn)鐵蛋白cDNA全長2070bp，編碼689個(gè)氨基酸。鮸魚的TF基因全長為6757bp，基因結(jié)構(gòu)由17個(gè)外顯子和16個(gè)內(nèi)含子組成，此結(jié)構(gòu)與其他多種脊椎動(dòng)物的TF基因結(jié)構(gòu)相似，揭示了鮸魚的TF基因在結(jié)構(gòu)上的

3、保守性。鮸魚轉(zhuǎn)鐵蛋白基因編碼的蛋白質(zhì)N-端存在由18個(gè)氨基酸殘基編碼的信號肽。鮸魚轉(zhuǎn)鐵蛋白基因與其他物種轉(zhuǎn)鐵蛋白基因的同源性為45.7％-94％。系統(tǒng)發(fā)生樹結(jié)果顯示鮸魚的轉(zhuǎn)鐵蛋白基因與大黃魚轉(zhuǎn)鐵蛋白基因的親緣關(guān)系最近。另外熒光定量PCR結(jié)果顯示，在健康的鮸魚肝臟、腸、腎臟、脾臟、心臟、肌肉、鰓、鰭條，眼和腦這10種組織中，鮸魚轉(zhuǎn)鐵蛋白基因在肝臟中的表達(dá)量最高，在肌肉、眼睛和脾臟的表達(dá)量次之，在鰭條和心臟中有痕量表達(dá)。鮸魚經(jīng)過人工感染鰻弧

4、菌后的熒光定量結(jié)果顯示，在感染初期，TF基因在其肝臟、脾臟組織中的表達(dá)量均有上調(diào)的趨勢，隨后表達(dá)量有一定程度的下降，并在一定范圍內(nèi)波動(dòng)。在腎臟組織中，感染初期未發(fā)生明顯變化，在感染中期時(shí)，表達(dá)量明顯上調(diào)。
　　對鮸魚轉(zhuǎn)鐵蛋白進(jìn)行了進(jìn)化枝-模型(branch-site model)和位點(diǎn)-模型(sitemodel)的分子進(jìn)化分析。其中，對進(jìn)化枝模型的分析可知，在本研究中所有脊椎動(dòng)物祖先進(jìn)化枝和哺乳類動(dòng)物的祖先進(jìn)化枝中，分別檢測到了4

5、5和3個(gè)正選擇作用位點(diǎn)，而在硬骨魚類的祖先進(jìn)化枝中則沒有檢測到正選擇作用位點(diǎn)。在對位點(diǎn)模型的分析可知，在所有硬骨魚類的轉(zhuǎn)鐵蛋白基因中，總共發(fā)現(xiàn)了9個(gè)正選擇位點(diǎn)，而在哺乳動(dòng)物的轉(zhuǎn)鐵蛋白基因中，卻未檢測到正選擇位點(diǎn)，由此可能推斷哺乳類和魚類的轉(zhuǎn)鐵蛋白基因在適應(yīng)自然環(huán)境的過程中有不同的進(jìn)化模式，哺乳類轉(zhuǎn)鐵蛋白基因在進(jìn)化過程中經(jīng)歷著純化選擇，而魚類轉(zhuǎn)鐵蛋白基因在進(jìn)化過程中則經(jīng)歷著正選擇作用，這可能與魚類的生存環(huán)境有關(guān)，在水生環(huán)境中強(qiáng)大的生存壓力