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    發布時間:2016-04-08 15:36 原文鏈接: 張亞平研究組CellRes揭示家雞視覺退化的遺傳機制

      經過長期的馴化和人工選擇作用,家雞與其野生祖先紅原雞除了在行為、體型、生殖周期和生長速度等存在顯著差異外,其視覺功能也顯著衰退。目前研究理論認為這種視覺退化是由于選擇壓力放松導致,但是至今這種視覺退化的遺傳機制并不清楚。

      中國科學院昆明動物研究所張亞平研究團隊基于家雞和紅原雞的群體基因組數據,并結合家雞和紅原雞的視網膜、大腦皮層、紋狀體、視葉和小腦蚓部的轉錄組數據,揭示了家雞視覺退化的遺傳機制。群體基因組數據分析意外發現大量視覺相關基因在家雞馴化過程中受到正選擇作用,而非選擇壓力放松。進一步的群體歷史模擬分析亦排除了選擇壓力放松和搭乘效應的可能性。為了進一步探討家雞馴化過程中視覺變弱的遺傳機制,研究人員對家雞和紅原雞的腦組織和視網膜的轉錄組進行比較分析,發現大量表達顯著差異的視覺通路基因,例如RHO, GUCA1A,PDE6B和NR2E3等。同時發現正選擇基因的表達量在視網膜中變化顯著,研究人員推測正選擇可能通過影響視網膜中基因的表達來影響家雞視覺的退化。進一步的分析發現VIT基因在家雞中受強烈的正選擇作用,且其在家雞的視網膜中表達顯著下調,但是目前該基因的具體生物學功能并不清楚。研究人員推測VIT很可能是視覺相關基因,為驗證此推測,研究人員基于大量表達數據發現小鼠在不同的視覺刺激下,VIT基因在其眼睛中的表達水平顯著變化。在斑馬魚中抑制VIT基因表達,其視網膜成像和視覺功能顯著受損,視網膜上大量的感光細胞呈現凋亡,驗證了VIT基因在視覺上的重要作用。

      此項研究揭示正選擇而非選擇壓力放松促使家雞視覺退化,正選擇可能通過影響視網膜中基因的表達來影響家雞視覺的退化。研究人員推測早期視覺弱的雞更加容易被馴化和飼養管理,人們對家雞視覺的選擇是一種無意識的選擇。此研究為無意識選擇在家養動物馴化中的重要作用提供了一個有趣的范例。另外,該工作也發現了一個新的視覺相關基因VIT,為視覺相關進化、疾病的研究提供新的靶點。

      該研究結果以Positive selection rather than relaxation of functional constraint drives theevolution of vision during chicken domestication 為題發表在Cell Research 上,博士研究生王明山為第一作者,中科院院士張亞平和研究員吳東東為共同通訊作者。研究工作得到了上海生命科學研究院神經科學研究所研究員杜久林的大力支持,并得到了中國科學院重大突破專項、國家自然科學基金重大研究計劃“微進化過程的多基因作用機制”培育項目的經費支持。

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