导　　师： 徐安龙

学科专业： G1010

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 中山大学

摘　　要： 早在30年前，KING和WILSON(1975)就发现人和黑猩猩在大分子水平上的差异是如此之小，并不能解释二者之间所存在的形态、生理及行为等各方面存在的巨大差异，从而提出可能是基因表达调控的改变造成人和黑猩猩的不同。本文中我们利用果蝇和灵长类动物两个系统开展研究：首先，我们利用CDNA基因芯片研究黑腹果蝇(D.MELANOGASTER)的两个种族M和Z间基因表达的差异及自然选择；其次，我们研究了果蝇中MICRORNA的进化(见附录A)；再次，我们在DNA序列水平上研究了HLA Ⅱ类基因调控区的多态性及其进化，我们还研究了转录因子孕酮受体(PR)基因在人和黑猩猩中的进化。 D.MELANOGASTER种族Z生存于非洲津巴布韦及其附近，种族M却分布于世界各地，二者之间具有不完全的生殖隔离，仍处于物种形成的初期。过去十年来，基因芯片技术的发展，使人们可以在基因组水平上研究基因表达谱变化，用该技术从基因表达调控方面对物种的进化的研究方兴未艾。采用两种实验设计研究了D.MELANOGASTER(包括M和Z两个种族)、D.SIMULANS及D.MAURITIANA的头部基因表达谱。应用核心设计比较了混合品系样本M和Z间的平均表达差异，应用GO分类发现二者之间表达差异基因中，具有明显多的生殖行为相关基冈，提示这些基因可能在物种形成过程中起着重要作用；应用完全设计，比较了M和Z种族间和种族内的基因表达方差，发现大部分(81％)基因受到稳定性选择作用，大约1％的基因受到定向选择；利用D.SIMULANS和D.MAURITIANA为外类群，发现M较Z基因表达进化更快，这与其序列水平上是一致的，说明种族M迁出非洲后对新环境的适应；应用M和Z间SUBSTITUTION品系，发现种族特异基因比多态性基因受到更多的CIS因子作用。 HLALI类基因的第二外显子编码抗原结合沟槽，具有杂合子优势，受到强平衡选择作用。HLA—DPA1和-DPB1转录方向相反，只相距约2.5KB。对我国南方群体该两基因调控区多念性的研究显示，该区域具有极高多态性，并且存在两类古老的单倍型(CLADE I和II)，在人和黑猩猩分离前已经产生；两基因第二外显子间明显的重组现象，说明该古老单倍型不可能是由于此两外显子间的相互作用造成的，从而唯一的解释是调控区自身受到强平衡选择；调控区与DPA1，第二外显子的高度连锁不平衡，说明二者之间具有相互作用而一起受到平衡选择，与其共同调控机体对外来抗原的THL／TH2免疫反应相一致；CLADE II单倍型在我国西南拉祜族中比较常见(33％)，而在汉族及世界其它主要群体中的频率均在5％以下，甚至丢失，提示我们在过去的10000年中生存环境的改变导致了一些基因多态性在人类主要群体中丢失，而保存在了相对隔离的小群体中。通过比较HLA—DRB5与两外三个DRB可表达基因的调控区多态性，发现DRB5调控区具有过多的高频率多态性位点，说明该区域存在一强的SELECTIVE SWEEP。 最后，研究了转录因子孕酮受体(PR)的进化，在人类和黑猩猩之间KA／KS值明显大于1，并且大部分非同义突变落在了ID区域；LIKELIHOOD RATIO TESTS显示人和黑猩猩两枝的KA／KS值明显不同于其它灵长类，并且明显大于1。所有这些提示该基因在人和黑猩猩中受到正选择作用。山于该基因在雌性和雄性生殖发育中的功能，其可能在人类的物种形成及进化中起着重要作用。除此之外，该基因还被发现与乳腺癌及卵巢癌相关，提示我们由于基因的多效性，为适应某方面环境而快速进化的基因可能在另一方面导致疾病。

关 键 词： 物种形成 调控区 孕酮受体 基因表达调控

分 类 号： [Q349.11]

领　　域： [生物学]