近日我校生命科學(xué)學(xué)院鄧成教授課題組在多肽激素家族GPCR適應(yīng)性演化和功能研究方面取得重要進(jìn)展，該成果以“The exonization and functionalization of an Alu-J element in the protein coding region of glycoprotein hormone alpha gene represent a novel mechanism to the evolution of hemochorial placentation in primates” 為題發(fā)表在Molecular Biology and Evolution（doi.org/10.1093/molbev/msx252）上。Molecular Biology and Evolution是國際進(jìn)化生物學(xué)領(lǐng)域的頂級期刊，期刊5-Yr IF=13.3，在進(jìn)化生物學(xué)領(lǐng)域的排名第二（其中在研究類期刊中排名第一）。碩博生陳海迪和南京軍區(qū)總醫(yī)院陳莉副主任醫(yī)師為論文的共同第一作者，碩士生武云娥和本科生沈浩為論文共同作者，鄧成教授為論文通訊作者。
Alu片端是哺乳動(dòng)物最普遍的短分散重復(fù)序列（SINEs），約占人類基因組的10%，起源于約6千萬年前，是靈長類基因組中數(shù)量最多的可移動(dòng)片段，能夠塑造靈長類基因組的演化，Alu元件對靈長類基因的調(diào)節(jié)以及基因組演化極其重要。不同基因中都發(fā)現(xiàn)了Alu元件形成的新外顯子產(chǎn)生，對于Alu外顯子的功能研究也有很多。然而，Alu片段在蛋白編碼區(qū)插入后的作用機(jī)制然未知。
鄧成教授課題組通過對靈長類GPCR多肽激素GPHA基因中插入的Alu-J元件進(jìn)行生物信息學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)人和猿系中該元件編碼的蛋白受到了正選擇作用，提示插入的Alu-J元件編碼的蛋白已經(jīng)功能化。該研究發(fā)現(xiàn)，Alu-GPHA和Alu-HCG（Alu-GPHA組成的HCG異源二聚體）有著更長的半衰期，活體功能實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其對促進(jìn)小鼠的超數(shù)排卵也是更加高效。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，Alu-HCG在細(xì)胞侵襲和遷移方面的作用也比原始HCG更加高效。
該研究首次揭示了Alu元件插入到蛋白編碼區(qū)發(fā)生外顯子化并功能化，并進(jìn)一步揭示了外顯子化的Alu元件編碼多肽對整個(gè)蛋白提供穩(wěn)定作用。同時(shí)結(jié)合HCG與其GPCR受體在胎盤中的重要作用，研究也為揭示靈長類絨毛膜受血胎盤形成方式的演化史這一重要科學(xué)問題，提供了重要的演化證據(jù)。（生命科學(xué)學(xué)院供稿）
文章鏈接https://doi.org/10.1093/molbev/msx252
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