HIF-2α变异对于高原鼢鼠和以色列盲鼹鼠环境适应的影响

来源 :浙江师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:a956280507
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近些年来由于测序技术的提升,通过全基因组以及候选基因的分析,初步揭示了高原动物对低氧的适应机制,并且发现了一系列在高原适应中发挥作用的相关基因。目前已经了解HIF-2α是低氧信号通路中的关键调节因子,它的变异与藏族人群低氧适应具有密切的相关性。高原鼢鼠和以色列盲鼹鼠均为生活在低氧环境的地下穴居小型啮齿类动物。长期生活在低氧的环境中,高原鼢鼠和以色列盲鼹鼠均形成了一系列适应机制以应对长期低氧的环境。  我们通过基因序列比对发现,高原鼢鼠中HIF-2α第480位丝氨酸替换了脊椎动物中保守的苏氨酸;在以色列盲鼹鼠HIF-2α启动子区域,相对于白垩土壤(chalk)盲鼹鼠,玄武岩土壤(basalt)盲鼹鼠存在-325T>C,-496G>A,-1810A>T和-2023G>A4个SNP变异位点。由于HIF-2α的变异与藏族人群对于高原低氧环境的适应具有密切的关系,我们提出假设:高原鼢鼠HIF-2α第480位氨基酸的变异和以色列盲鼹鼠在HIF-2α启动子区域存在的SNP位点与其环境适应相关。  为了验证假设,本实验主要运用qRT-PCR、荧光素酶报告基因、Western Blot和EMSA等实验技术研究HIF-2α的位点变异对于高原鼢鼠和以色列盲鼹鼠低氧适应的影响。具体内容如下:  1、高原鼢鼠HIF-2α磷酸化修饰差异分析  通过PCR技术克隆出高原鼢鼠HIF-2α的420~540位氨基酸所对应的基因序列,将该基因序列构建到原核表达载体pET32上。再经定点突变将HIF-2α第480位丝氨酸突变为苏氨酸和丙氨酸,一起进行原核诱导表达,镍柱纯化后获得的可溶性融合蛋白TRX-S480、TRX-S480A、TRX-S480T。获得的融合蛋白进行体外磷酸化反应,Western Blot分析HIF-2α点突变对其磷酸化影响,结果发现当高原鼢鼠的丝氨酸突变为苏氨酸后其磷酸化修饰程度明显提高。  2、S480T对高原鼢鼠HIF-2α转录活性和蛋白稳定性影响  通过构建高原鼢鼠HIF-2α完整编码区序列的真核表达载体和HRE报告基因载体,再经定点突变得突变的真核表达载体。双荧光素酶报告基因实验分析发现,HIF-2α(480T)转录活性显著低于HIF-2α(480S)或HIF-2α(480A)。Western Blot分析当S突变为T后其表达明显降低。结合体内磷酸化修饰分析的结果,说明高原鼢鼠HIF-2α第480位氨基酸的变异能够抑制其磷酸化提高蛋白稳定性进而提高其转录活性。  3、不同土壤环境以色列盲鼹鼠HIF-2α差异表达  先用qRT-PCR实验分析不同土壤中HIF-1α、HIF-2α及其靶基因的差异表达,结果发现,HIF-1α及其靶基因在不同土壤的盲鼹鼠中并无差异,而HIF-2α的mRNA水平在白垩岩土壤盲鼹鼠中明显高于玄武岩土壤盲鼹鼠,但是HIF-2α的靶基因却无差异。  通过克隆以色列盲鼹鼠HIF-2α启动子,构建报告基因载体。再由定点突变以及双荧光素酶报告基因实验分析SNP位点对其转录活性的影响。结果发现:-325T>C,-496G>A并不影响其转录活性;但是在-1810A>T和-2023G>A这两个位点我们发现当-1810为T,-2023为A时其转录活性最低,而这两个碱基在玄武岩土壤盲鼹鼠中的分布频率显著高于白垩土壤盲鼹鼠。双荧光素酶报告基因实验分析结果说明,HIF-2α上游调控区的-1810A>T和-2023G>A SNP显著抑制玄武岩土壤盲鼹鼠HIF-2α的转录水平,由于玄武岩土壤中氧浓度较低会导致HIF-2不易降解,推测抑制HIF-2α转录水平可以避免长期低氧环境下HIF-2靶基因的过度表达,这也与qPCR实验结果吻合。  4、EMSA分析SNP对特定转录因子结合的影响  软件预测显示-1810A>T和-2023G>A SNP可能分别对B-Myb和HNF4G这两个转录因子的识别与结合有影响。分别构建B-Myb和HNF4G真核表达载体,表达后提取核蛋白并进行EMSA分析,HIF-2α上游调控区的-2023G突变为A后,B-Myb与HIF-2α的结合消失,-1810A突变为T后增加了HNF4G的结合。由于B-Myb作为转录激活因子能够激活转录,而HNF4G可以与HNF4α结合降低其转录活性,推测转录因子结合位点的变化会抑制玄武岩土壤盲鼹鼠HIF-2α的转录水平,与报告基因结果一致。
其他文献
随着工业化进程的加速,地表水普遍受到有机物污染。有报道指出,目前饮用水中可检出的有机污染物达2 221种,与肿瘤的发生有一定的关系〔1〕。黑龙江省哈尔滨市长期以来以S源水
  模块化组合多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)已逐步应用于铁路功率调节器(Railway Static Power Conditioner,RPC)中。针对多电平的RPC 系统,介绍了一种
这个时代被一部分人欢呼为文艺大发展的时代,同时被另一些人断言为大师泯灭的时代。各自从不同的角度看问题,各有各的道理。每年美术学科大量堆积的考生可谓壮观庞大,以此作
丁醇及C_4烯烃作为重要的化工原料,被广泛的应用于化工产品及医药中间体的生产。传统的生产方法均采用化石能源为原料,但随着化石能源产量的短缺及对环境影响的加重,能源的供给逐渐趋向于多元化,开发新型的清洁能源显的愈加紧迫。乙醇分子可以通过生物质发酵制备,来源广泛、绿色清洁,以其为平台分子生产高附加值的丁醇及C_4烯烃具有巨大的应用前景及经济效益,受到国内外广泛关注。因此,本论文以乙醇为平台化合物,通过
学位
本研究采用有机溶剂热法合成了平均粒度为2~5 nm的系列半导体CdSe量子点,探讨了体系反应时间、温度、体系传质传热等因素对所制备的纳米粒子的粒度分布、荧光性质的影响。分别
锂离子电池在高电压下的循环稳定性和高温存储性能是锂离子电池实现高电压、高比能以及高热稳定性的关键因素。电解液添加剂具有用量少、效果显著的特点,是目前提升锂离子电池
目前市场上存在的各种抗菌材料中,银系抗菌剂因其安全、高效、不易产生耐药性以及良好的耐久性,已占据主导地位。纳米银是以纳米技术为基础研制而成的新型抗菌产品,由于量子效应
  电网中的电力电子设备常常会产生电力谐波,高次谐波电流的存在可能引发电路故障,危害电力设备。为此,电力电子设备的输入级常常是有源功率校正器(APFC),以此来提高功率因数,降
会议
  PWM 变频驱动使得电机获得良好的调速和运行性能,日益得到广泛应用。但由于变频器输出存在共模电压,导致产生轴电压及轴电流,引起轴承的早期失效问题。轴电压是衡量轴电流危
会议
  PWM 逆变器输出端存在共模电压,会引起电机轴电流问题,危害整个驱动系统的安全运行,因此分析影响共模电压的各种因素对设计共模电压抑制方案具有重要意义。本文首先分析了逆
会议