Parus major中TGF-beta超家族的基因组学和分子特征研究

《Organisms Diversity & Evolution》：Genomic and molecular characterization of TGF-beta superfamily in Parus major

本研究系统解析了斑鸭TGF-β基因超家族，鉴定到22个同源基因，排除BMP1等5个基因。系统发育分析显示其与哺乳动物BMP形成独立类群。基因结构比较表明，重复基因扩张构成该超家族，8对同源基因中BMP6-BMP7为片段重复。Ka/Ks检验均<1，提示功能保守性。基因组分布呈现离散簇状特征，为进化机制研究提供新模型。

　　

摘要

Parus major展现出了丰富的生理和生态适应性，是研究进化过程的理想模型。我们在基因组水平上对Parus major中的TGF-beta基因超家族进行了分析，共发现了22个该基因家族的成员。除了BMP1、BMP6、BMP10、INHA和GDF2之外，其余TGF-beta基因成员均具有基本的物理化学特性。系统发育分析将TGF-beta基因超家族的成员与其他脊椎动物物种的成员分为两个主要分支（TGF-beta和BMP）。除了Nodal调节因子外，所有TGF-beta基因成员在结构域和基序组成分析上表现出一致性。所有TGF-beta基因成员中均存在TGF-beta前肽结构域。基因结构的比较研究表明，基因复制是形成TGF-beta基因超家族的原因。共识别出8对重复基因，其中BMP6-BMP7对存在片段性重复。对于每对基因，Ka/Ks比值测试结果显示其比值均不超过1，这意味着这些蛋白质受到纯化选择的作用。根据Circos分析，TGF-beta基因超家族的成员在基因组中呈片段分布，并形成分散的簇状结构。这项工作为TGF-beta配体蛋白的功能研究提供了分子基础，可能成为综合性系统基因组学研究的有效工具，并有助于开发理解进化机制的新策略。