A. Komplex génterjedése CYP2D gén alcsalád

Ritka és veszélyeztetett fajok ökológiai és környezetvédelmi fő laboratóriuma (Guangxi Normal University), Oktatási Minisztérium, Guilin, Kína

Guangxi Ritka és veszélyeztetett állatökológia kulcsfontosságú laboratóriuma, Guangxi Normal University, Guilin, Kína

Élettudományi Főiskola, Guangxi Normal University, Guilin, Kína

Levelezés

Ping Feng, Ritka és veszélyeztetett fajok ökológiájának és környezetvédelmének legfontosabb laboratóriuma (Guangxi Normal University), Oktatási Minisztérium, Guilin, Kína.

Ritka és veszélyeztetett fajok ökológiai és környezetvédelmi fő laboratóriuma (Guangxi Normal University), Oktatási Minisztérium, Guilin, Kína

Guangxi Ritka és veszélyeztetett állatökológia kulcsfontosságú laboratóriuma, Guangxi Normal University, Guilin, Kína

Élettudományi Főiskola, Guangxi Normal University, Guilin, Kína

Ritka és veszélyeztetett fajok ökológiai és környezetvédelmi fő laboratóriuma (Guangxi Normal University), Oktatási Minisztérium, Guilin, Kína

Guangxi Ritka és veszélyeztetett állatökológia kulcsfontosságú laboratóriuma, Guangxi Normal University, Guilin, Kína

Élettudományi Főiskola, Guangxi Normal University, Guilin, Kína

Levelezés

Ping Feng, Ritka és veszélyeztetett fajok ökológiájának és környezetvédelmének legfontosabb laboratóriuma (Guangxi Normal University), Oktatási Minisztérium, Guilin, Kína.

Ritka és veszélyeztetett fajok ökológiai és környezetvédelmi fő laboratóriuma (Guangxi Normal University), Oktatási Minisztérium, Guilin, Kína

Guangxi Ritka és veszélyeztetett állatökológia kulcsfontosságú laboratóriuma, Guangxi Normal University, Guilin, Kína

Élettudományi Főiskola, Guangxi Normal University, Guilin, Kína

Absztrakt

1. BEMUTATKOZÁS

A citokróm P450 (CYP) szupercsaládban lévő enzimek megvédhetik az állatokat az exogén vegyületek támadásától; így ezek az enzimek fontosak a túlélés szempontjából. Citokróm P450 (CYP) gének enzimeket kódolnak (Palmer & Reedijk, 1991), amelyek katalizálják az exogén és káros környezeti vegyi anyagok, például az élelmiszerekben található drogok, szteroidok és rákkeltő vegyületek oxidációját (Yasukochi & Satta, 2015). Széles körben oszlanak el a különféle szervezetek között (Nelson, 2009), az archeáktól, baktériumoktól és vírusoktól kezdve a magasabb rendű növényekig és állatokig (Gotoh, 2012).

A szubsztrátok különbsége szerint a CYP-kat két típusba lehet sorolni: a bioszintézis típusába (B-típus) és a méregtelenítő típusba (D-típusba) (Gotoh, 2012; Nebert & Dalton, 2006; Rezen, Debeljak, Kordis, & Rozman, 2004). Emberben a D-típus felelős a xenobiotikumok, például aromás vegyületek, növényi alkaloidok és különösen a gyógyszerek méregtelenítéséért; a B-típus általában részt vesz az endogén folyamatokban, például fiziológiailag aktív vegyi anyagok, például szteroidok, hormonok és koleszterinek bioszintézisében (Kawashima & Satta, 2014; Martignoni, Groothuis és de Kanter, 2006). Noha részt vesznek a szteroid- és eikozanoid-anyagcserében, az emlősök CYP1-4-eire általában méregtelenítő enzimeket tekintenek (Gotoh, 2012; Nebert & Dalton, 2006).

Az ember CYP2D a géncsalád C-t tartalmazYP2D6, CYP2D7, és CYP2D8, utóbbi kettő gyakran álfaj egyes fajokban (Nelson, 2009). Az ember CYP2D6 enzimje nagy affinitással rendelkezik az alkaloidok iránt, és méregteleníteni tudja azokat (Fonne-Pfister & Meyer, 1988). Bár a CYP2D6 enzim aránya csak

A máj teljes P450-tartalmának 4% -a, az enzim nagyon fontos, mivel szubsztrátjai a gyakran felírt gyógyszerek (pl. Antiaritmiás szerek, β-blokkolók és antidepresszánsok) körülbelül 25% -át teszik ki (Ingelman-Sundberg, 2005; Yasukochi & Satta, 2015; Zuber, Anzenbacherova és Anzenbacher, 2002).

2. ANYAGOK ÉS MÓDSZEREK

2.1 Adatforrások

2.2 Statisztikai elemzés

Megvizsgálni, hogy a CYP2D gének összefüggésben voltak az étrendi preferenciával vagy sem, korrelációs elemzést végeztek. Ezen felül, hogy tesztelje, hogy CYP2D génszám a faj táplálékától függően változott, varianciaanalízist (ANOVA) végeztünk. Mindkét elemzést az SPSS 16.0 (SPSS Inc., Chicago, IL) alkalmazásával hajtottuk végre. Annak tesztelésére, hogy a korreláció vagy a génszám-eltérés volt-e fajspecifikus, korrelációs elemzést és ANOVA-t is végeztek madárcsoportban, illetve emlőscsoportban. A filogenetikailag rokon fajok azonban képesek a legtöbb tulajdonságban hasonlítani egymásra (Blomberg, Garland és Ives, 2003), ami a statisztikai elemzés során az adatok függetlenségét eredményezi. Így a filogenetikai összehasonlító módszert alkalmazták a probléma megoldására a filogenitás hatásának eltávolításával (Felsenstein, 1985; Harvey és Pagel, 1991). Ebben a tanulmányban a Mesquite szoftver PDAP modulját (Maddison & Maddison, 2017) és az R 3.4.3 R (fitoideszközök) csomagját (Revell, 2012) (R Core Team, 2016) alkalmaztuk a filogenitás hatásának eltávolítására a statisztikai elemzések során.

2.3 A gén duplikáció és génveszteség események felmérése

Annak feltárása, hogy a CYP2D a génszám összefüggésben van az étrenddel, a gén duplikációs eseményeket és a gén veszteség eseményeket vizsgálták. Először az aminosav szekvenciák CYP2D a fent említett alcsaládtagokat letöltötték: ezekből az álgéneket nagy eltérésük miatt kizárták. Ezenkívül, mivel a gorilla CYP2D7 szekvenciáját nem sikerült megszerezni, az itt végzett felmérés nem tartalmazta a gorillát. Másodszor, a MEGA 6.0 (Tamura, Stecher, Peterson, Filipski és Kumar, 2013) létrehozta a CYP2D szekvenciák szomszédos csatlakozó fáját az alapértelmezett beállítás segítségével. Harmadszor, a fehérjefát összehasonlították a fajfával, amelyet a Notung 2.9 (Durand, Halldorsson és Vernot, 2006) használata előtt rekonstruáltak a duplikációs és veszteségesemények felkutatására.

3 EREDMÉNYEK

Annak tisztázása, hogy az étrendi preferenciák vezették-e a terjeszkedést CYP2D gének, az étrendi kód varianciaanalízise (ANOVA) és CYP2D génszámokat végeztünk. Mivel az adatok nem feleltek meg a szokásos normál eloszlásnak (o 2015), hogy bár a standard ANOVA nem képes elemezni a tulajdonság adatait anélkül, hogy figyelembe venné a szorosan rokon fajok közötti hasonlóságot, ez a hasonlóság korlátozott hatással van a kis mintaméretekre. Összegezve: a különböző táplálkozási preferenciákkal rendelkező fajok nem különböztek egymástól jelentősen CYP2D génszám, függetlenül attól a származási szinttől, amelyen az adatokat elemezték.

3.1 Génmásolás és veszteségesemények

Az itt vizsgált CYP2D NJ-fáját a 3. ábra mutatja. A génfa és a fajfa egyeztetése eredményeként kiderült, hogy ezeknél a fajoknál 29 gén duplikációs esemény és 78 gén veszteséges esemény történt, és 18 fajnak nincs nyeresége vagy vesztesége (1. táblázat). . Az étrend mérlegelésekor az eredmény azt mutatta, hogy a gén duplikáció vagy veszteség események nem állnak összefüggésben az étrenddel. Például, amikor a duplikációs események száma 0 volt vagy egyenlő vagy nagyobb, mint 4, az étrend húsevő, növényevő vagy mindenevő volt. Ezenkívül, amikor a veszteségesemények száma 0, 1 vagy 2 volt, a faj húsevő, növényevő vagy mindenevő volt.

Faj duplikációk veszteség étrend

Brown_mesite	0	1	O
Orangután	0	2	O
MacQueen túzok	0	1	O
Tasmanian_devil	0	0	O
Vörös tarajos turaco	0	1	H
Sunbittern	0	1	C
Egér	4	0	O
Emberi	0	1	O
Cynomolgus majom	0	1	O
Kis kócsag	0	1	C
Óriáspanda	0	0	H
Pekingi kacsa	0	0	O
Kea	0	0	O
Törpepapagáj	0	0	H
Vöröslábú seriema	0	3	C
Tarajos íbisz	0	2	C
Anole gyík	1	1	C
Szürke koronás daru	0	1	O
Kacsacsőrű emlős	0	0	C
Közepesen őrölt pinty	0	0	H
Közönséges selyemmajom	1	5.	O
Oposszum	0	0	O
Malacfarkú makákó	0	3	H
Fehérfarkú trópusi madár	0	1	C
Patkány	1	1	O
pulyka	0	0	O
Japán majom	0	2	H
Killdeer	0	1	O
Hoatzin	0	2	H
Molyhos harkály	0	1	O
Sárgatorkú homokszem	0	1	H
Dalmát pelikán	0	1	C
Tarsier	7	6.	C
Amerikai varjú	0	0	O
Csimpánz	0	0	O
Ló	5.	1	H
Puskás	0	0	C
Gyöngybagoly	0	1	C
Nagy tarajos rák	0	1	C
Arany galléros manakin	0	0	O
Adelie pingvin	0	1	C
Fehérfarkú sas	0	0	C
Nyúl	4	1	H
Nagy kárókatona	0	3	C
Rhesus majom	0	2	O
vándorsólyom	0	2	C
Chuck-will-özvegye	0	1	C
Bonobos	0	4	H
Kiwi	0	14	C
Kopasz sas	0	0	C
Marha	1	1	H
Csirke	0	0	O
Közönséges kakukk	0	2	C
malac	1	0	O
Nyugati karmos béka	4	1	C
Amerikai flamingó	0	1	C
Kutya	0	0	C
Zebra pinty	0	0	H
Anna kolibri	0	1	H
Északi fulmar	0	1	C
Teljes	29.	78

4. MEGBESZÉLÉS

5 KÖVETKEZTETÉS

Ez a tanulmány feltárta az összefüggést a CYP2D alcsaládgének és táplálkozási preferenciák, és megvizsgálták, hogy a gének száma étrendtől függ-e. Az eredmények nem tudták ezt megállapítani CYP2D a génterjeszkedés összekapcsolódott az étrenddel, ami azt jelenti, hogy az etetési szokás nem volt a mozgatórugó CYP2D génterjeszkedés. Ennek okai CYP2D a génterjeszkedés bonyolult, és más hozzájárulása CYP gének, a méregtelenítés terhelését csökkentő egyéb mechanizmusok és az aminosav-hasonlóságok közötti differenciálás befolyásolhatják a kapcsolatot CYP2D génszám és étrendi preferenciák. A terjeszkedés pontos mechanizmusa még további tanulmányozást igényel. Mivel egyre több faj genomja szekvenálódik, CYP a génadatok növekedni fognak, és várhatóan további vizsgálatokat végeznek a probléma megoldására.

KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS

Nagyon köszönöm Hongtao Xiao-nak az R szoftverelemzésben nyújtott technikai segítségét. Ezt a munkát a Kínai Nemzeti Természettudományi Alapítvány (NSFC) támogatta (31500310 támogatás a P.F. számára), a kínai Guangxi tartomány felsőoktatási intézményeinek tudományos kutatási alapítványa (KY2015ZD016 támogatás a P.F. számára); Guangxi Key Laboratory of Rare and Endangered Animal Ecology, Guangxi Normal University (támogatás száma: GKN.17-A-01‐03); Ritka és veszélyeztetett fajok ökológiájának és környezetvédelmének legfontosabb laboratóriuma (Guangxi Normal University), Kínai Oktatási Minisztérium (ERESEP2017Z02 támogatásszám), Guangxi Normal University ökológiai doktori program építése (támogatás száma EDPC 2018003).

A SZERZŐ HOZZÁJÁRULÁSAI

Ping Feng megtervezte és megtervezte a kísérleteket, elvégezte a kísérleteket, elemezte az adatokat, reagensekkel/anyagokkal/elemző eszközökkel járult hozzá, ábrákat és/vagy táblázatokat készített, a cikk vázlatát írta vagy tekintette át, jóváhagyta a végleges tervezetet. Zhijun Liu segített az adatok összegyűjtésében, javaslatokat adott ehhez a tanulmányhoz, és jóváhagyta a végleges tervezetet.

AZ ADATOK ELÉRHETŐSÉGE

A szerzők megerősítik, hogy az eredmények alapjául szolgáló összes adat korlátozás nélkül teljes mértékben elérhető. Az összes releváns adatot a cikk és annak kiegészítő információi mutatják be.

Kérjük, vegye figyelembe: A kiadó nem felelős a szerzők által szolgáltatott bármilyen kiegészítő információ tartalmáért vagy működéséért. Bármilyen kérdést (a hiányzó tartalom kivételével) a cikk megfelelő szerzőjéhez kell irányítani.