金勇豐課題組在Nature Communications發(fā)表Dscam基因新進(jìn)展
時(shí)間：2021-04-09 10:16:01學(xué)院：生命科學(xué)學(xué)院學(xué)校：浙江大學(xué)
4月15日，國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊Nature Communications發(fā)表了浙江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院金勇豐課題組關(guān)于唐氏綜合癥細(xì)胞黏附分子（Dscam）基因的最新研究成果，論文揭示了螯肢動(dòng)物Dscam轉(zhuǎn)錄本5'端驚人的復(fù)雜性和多樣性，并提出一種5'端串聯(lián)復(fù)制外顯子簇的選擇機(jī)制的新模型。
蛋白質(zhì)同源異構(gòu)體多樣性對(duì)細(xì)胞分化和發(fā)育的調(diào)控以及疾病發(fā)生等至關(guān)重要。果蠅Dscam和脊椎動(dòng)物原鈣粘蛋白（Pcdh）都是通過(guò)單個(gè)基因位點(diǎn)產(chǎn)生高度多樣化的蛋白質(zhì)同源異構(gòu)體，在許多教科書和專著中被用作經(jīng)典案例予以描述。黑腹果蠅Dscam基因通過(guò)可變剪接方式可產(chǎn)生38 016種同源異構(gòu)體，而脊椎動(dòng)物Pcdhs通過(guò)選擇性啟動(dòng)子來(lái)實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)的多樣性。大量的實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明，果蠅Dscam和脊椎動(dòng)物Pcdh這兩類沒(méi)有任何結(jié)構(gòu)關(guān)系的基因在神經(jīng)系統(tǒng)中卻具有相似功能。但是，兩者采取不同機(jī)制產(chǎn)生同源異構(gòu)體多樣性的分子基礎(chǔ)尚不清楚。
金勇豐課題組發(fā)現(xiàn)了一類螯肢物種特異的Dscam基因（sDscam），該類基因5'端具有高度重復(fù)串聯(lián)序列，重復(fù)單元通常由編碼1個(gè)Ig（免疫球蛋白）結(jié)構(gòu)域的2個(gè)外顯子（sDscamα）或編碼2個(gè)Ig結(jié)構(gòu)域的4個(gè)外顯子（sDscamβ）組成；深入研究發(fā)現(xiàn)，sDscam基因5'端的選擇性外顯子上游存在獨(dú)立的啟動(dòng)子，通過(guò)選擇性啟動(dòng)子及可變剪接相結(jié)合的調(diào)控方式來(lái)產(chǎn)生同源異構(gòu)體多樣性；基于一系列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提出了一種決定5'端串聯(lián)復(fù)制外顯子簇的選擇機(jī)制的新模型。值得注意的是，這些基因與果蠅Dscam序列具有高度相似性，但其5'端與脊椎動(dòng)物Pcdhs基因具有明顯的結(jié)構(gòu)相似性，這為理解果蠅Dscam和脊椎動(dòng)物Pcdhs的功能相似性提供了重要線索。
該項(xiàng)研究工作是與杭州師范大學(xué)孟一君副研究員合作完成，金勇豐為通訊作者，博士生岳媛，孟一君副研究員和碩士生馬紅茹為共同第一作者，得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委等項(xiàng)目的資助。
Yuan Yue, Yijun Meng, Hongru Ma, Shouqing Hou, Guozheng Cao, Weiling Hong, Yang Shi, Pengjuan Guo, Baoping Liu, Feng Shi, Yun Yang & Yongfeng Jin. A large family of Dscam genes with tandemly arrayed 5′ cassettes in Chelicerata. Nature Communications 7, Article number:11252doi:10.1038/ncomms11252.
http://www.nature.com/ncomms/2016/160415/ncomms11252/full/ncomms11252.html
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