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犬类A基因座控制的毛发着色

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IP属地:河北来自iPhone客户端1楼2023-06-10 07:27回复
    Agouti(A)基因座由位于犬类24号染色体的ASIP基因(agouti信号蛋白基因)控制, ASIP是MC1R的拮抗配体,在诱导真黑素的产生过程中阻止α-黑素细胞刺激素(α-Melanocyte Stimulating Hormone)与MC1R结合,并编码一种旁分泌信号分子,促进类黑素(Pheomelanin)的合成。但由于A基因座是Extension(E)基因座的下位基因,因此A基因座只会影响在E基因座上MC1R至少有一个E或Em等位基因的犬类的毛色。(自己的话说,只有E基因座上有产生真黑素的基因,ASIP才能抑制真黑素的形成从而发挥作用。如果E基因座的等位基因不产生真黑素,那也不用提ASIP了)


    IP属地:河北来自iPhone客户端2楼2023-06-10 07:29
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      这里简单说一下MC1R,它由5号染色体上E基因座的MC1R基因控制,是位于黑素细胞表面的一种G蛋白偶联受体。MC1R受体与其配体组成的信号通路负责控制真黑素合成(E基因座不同的基因型编码的MC1R受体活性与真黑素表达能力也不同)。
      而就像上面那段开头所讲,ASIP就是Mc1r的配体之一,结合后阻止真黑素合成而促进类黑素合成(正如 图1左和图2)


      IP属地:河北来自iPhone客户端3楼2023-06-10 07:30
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        Agouti表型的多样性是由于不同的独立调节的ASIP异构体表达时间和空间不同造成的,每个ASIP异构体都有一个独特的启动子和5‘非编码的第一外显子。第一种Agouti的腹面启动子(VP)异构体只在犬类腹部表达,使腹部毛色变浅。第二种毛发周期启动子(HCP)异构体只在毛发周期的某些阶段表达,产生贯穿背部的带状深浅色素的毛发。第三种Agouti异构体不参与毛色变化。ASIP的表达主要是由位于ASIP编码序列上游的独立调控元件控制。


        IP属地:河北来自iPhone客户端4楼2023-06-10 07:31
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          研究者将ASIP的VP和HCP分别映射到g.23335019和g.23378834,这些启动子近端的上游和下游区域的结构变异区分了VP的两个单倍型(VP1和2)和HCP的五个单倍型(HCP1~5)(图3)。在家犬中分离出五种ASIP被毛模式(黑背BB、黑鞍BS、刺鼠色AG、阴影黄SY和显性黄DY,依次更显性[不知能否这样表述])(如图3,这图没按这个顺序),VP编码的变体相比于HCP编码的变体会导致更高的类黑素生成,其中第二个启动子是祖先形式(文中第二个启动子是指HCP本身而不是HCP的第二个亚型吗?这里没太明白,懵...不确定,应该是指的HCP)


          IP属地:河北来自iPhone客户端5楼2023-06-10 07:34
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            AG也被称为银灰色(wolf sable),祖先表型,腹部浅色,背部毛杆的底部到顶端呈类黑素和真黑素条纹图案(图1c)。SY(VP2-HPC1)与AG(VP2-HPC2)相比,HP中ASIP的表达增加,所以SY比AG有更多类黑素,毛色一般为均匀的黄色(图4d)


            IP属地:河北来自iPhone客户端6楼2023-06-10 07:35
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              BS(VP1-HCP4)和BB(VP2-HCP3、4或5)的HCP处的ASIP功能丧失,所以背部毛发为纯黑色。与VP2相比,与VP1相关的较高的ASIP活性使BS产生更多的类黑素,所以BS黄色毛发延伸至四肢与胸部,黑色毛发形成马鞍状(图4e)
              BB应该就是指图4f。


              IP属地:河北来自iPhone客户端7楼2023-06-10 07:36
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                DY是由整个腹部和背部的ASIP高表达导致的,黄色毛发均匀(图4g),但色调变化很大,这一调控机制目前仍不明晰。(有学者推测是MC1R基因或其他基因座修饰剂导致)


                IP属地:河北来自iPhone客户端8楼2023-06-10 07:37
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                  第六种Agouti表型被称为隐性黑色(recessive black),ASIP第4外显子中的一个氨基酸替换R96C被称为变体a,这种变异较为罕见,两个隐形变体a拷贝形成隐性黑色毛发(图4h)。


                  IP属地:河北来自iPhone客户端9楼2023-06-10 07:37
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                    A基因座控制的五种毛色模式


                    IP属地:河北来自iPhone客户端10楼2023-06-10 07:42
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                      奇努克犬的扩展单倍型组合


                      IP属地:河北来自iPhone客户端11楼2023-06-10 07:45
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                        转录组测序也表明VP1转录活性高于VP2,HCP1高于HCP2,HCP3与4没有观察到转录活性


                        IP属地:河北来自iPhone客户端12楼2023-06-10 07:49
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                          研究团队通过比较18只纯合子狗(针对VP和HCP的结构变异和编码序列)和10只现代灰狼的单倍型。发现AG(VP2-HCP2)与灰狼相似,而DY(VP1-HCP1)与SY(VP2-HCP1)与埃尔斯米尔岛与格陵兰的北极狼单倍型相似。狼的白色被毛代表浅色的类黑素。北极狼的VP HCP64kb编码序列中只有一个多态性位点,其他位点完全相同,而北极狼仅通过6个单核苷酸变异与DY单倍型进行区分。结果说明,没有近期基因流动情况下,家犬的显性黄色毛发与北极狼的毛色有共同起源


                          IP属地:河北来自iPhone客户端13楼2023-06-10 08:19
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                            研究者通过构建最大似然树,对狗、灰狼和其他八个canid物种进行了进一步的ASIP单倍型的演化起源研究。在VP树中,所有的狗和灰狼形成了一个单独的支系,与物种本身的关系相对应(楼上图b左);HCP树中,DY和SY狗与北狼聚在一个单独的支系中(图b右)。研究者确定了ASIP基因中VP和HCP的派生等位基因,派生等位基因HCP2在核心wolf-like物种中具有9个特定的SNV变异,而在DY狗HCP1中没有这些变异,这个单倍型中存在一段SINE插入(一种专座元件),这也就说明这个单倍型可能在200万年以前其他wolf-like犬科之前就存在了。


                            IP属地:河北来自iPhone客户端14楼2023-06-10 08:20
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                              研究者将对 VP 和 HCP 单倍型的分析扩展到45只北美狼和23只欧亚狼,发现VP1-HCP1单倍型组合主要出现在北美北极地区,与白色被毛分布一致,欧亚地区没有观察到。还确定了一个祖先HCP1单倍型变体HCP1A, VP2-HCP1A组合存在于西藏内蒙高海拔浅色狼中。
                              对可追溯到4000到35000年前古代犬类(n = 5)和灰狼(n = 2)全基因组测序分析,观察到了VP(VP1和VP2)的两种形式以及HCP(HCP1A,HCP1,HCP2和HCP4)的四种形式。ASIP调控序列多样性在古代狼类中可以追溯到35000年之前,并且在古代犬类中可以追溯到9500年前
                              结合系统发育分析构建演化史。多个衍生单倍型和相关的颜色模式是通过重组和突变产生的,两个祖先类型对应于白狼(VP1-HCP1)和灰狼(VP2-HCP2),两者都存在于更新世晚期,HCP1单倍型的外源插入以及从VP2到VP1的突变发生在33500年前。
                              下图b为DY单倍型起源和传播模型


                              IP属地:河北来自iPhone客户端15楼2023-06-10 08:35
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