当前位置:主页 > 科技论文 > 基因论文 >

藏族人群中GCH1基因的适应性选择及其对高原低氧适应的贡献

发布时间:2019-03-12 09:59
【摘要】:藏族群体是高海拔低氧极端环境成功适应和遗传机制研究的很好的范例。与移居到高海拔低氧环境条件下的低海拔人群相比较,藏族群体经过长期的低氧环境适应,进化出了许多重要的适应性性状,较高的肺容量和较好的肺功能,较好的肺扩散能力和肺通气,低的血红蛋白水平,较高的血氧饱和度,低的肺动脉高压,高的一氧化氮水平和低的婴儿出生体重减少率。由于藏族人群在高海拔低氧条件下长时间的自然选择才产生了这些遗传性状,导致了他们的基因组发生了遗传变化。藏族群体对于高海拔低氧环境适应的复杂性状是由许多基因参与的。其中,EPAS1和EGLN1是低氧通路上游的关键调控基因,它们在藏族低氧适应中发挥重要作用,在藏族群体中,对于血红蛋白水平产生一个钝化作用。EGLN1基因负调控EPAS1基因表达来维持正常的血红蛋白水平。除以上两个关键基因,在藏族群体中存在另一个候选基因有助于低氧遗传适应。在本研究中,我们报道了一个低氧候选基因GCH1(GTP-环化水解酶I),参与维持NOS功能和正常的血压,在藏族群体中存在许多潜在的适应性变异。我们完成了GCH1基因整个区域(60.8kb)和该基因上下游各10kb的重测序。共重测序了50个非近亲的藏族个体,并结合之前发表的数据,完成了分子进化和多个生理性状相关性分析,包括血红蛋白浓度,血氧饱和度,肺动脉压和一氧化氮浓度。在测序的藏族群体中,我们在GCH1基因上总共鉴定出384个序列变异,我们发现49个变异在群体之间(藏族和汉族)存在显著的遗传分化(Fst0.2),而且,这些高Fst的变异也表现出了高的iHS和XPEHH。这些结果表明了在藏族群体的GCH1基因上存在一个明显的达尔文自然选择信号。通过检验9个GCH1的tagSNPs(标签单核苷酸变异),我们发现在藏族群体中,这些变异与多个生理性状存在相关性,包括血红蛋白浓度、血液一氧化氮、肺动脉压和血氧饱和度。总之,我们验证了GCH1基因在藏族群体中受到了明显的达尔文正选择。我们在高海拔藏族群体和低海拔群体中鉴定了许多存在深度遗传分化的遗传变异。GCH1已知功能表明,它潜在的主要参与藏族群体高海拔低氧适应肺血管调控。
[Abstract]:The Tibetan population is a good example of the successful adaptation of the high-altitude and low-altitude environment and the research of the genetic mechanism. Compared with the low-altitude population moving to the high altitude and low-altitude environment, the Tibetan population has developed many important adaptive characters, higher lung capacity and better lung function, better lung diffusion capacity and lung ventilation after long-term low-oxygen environmental adaptation. Low hemoglobin levels, higher blood oxygen saturation, low pulmonary hypertension, high nitric oxide levels, and low birth weight reduction rates for infants. Due to the long-term natural selection of the Tibetan population under high altitude and low-oxygen conditions, these genetic traits have been produced, leading to a genetic change in their genome. The complex characters of the Tibetan population for high altitude and low-oxygen environment adaptation are involved in many genes. EAS1 and EGLN1 are the key regulatory genes upstream of the hypoxia pathway, which play an important role in the Tibetan hypoxia adaptation. The EGLN1 gene negatively regulates the expression of the EPAS1 gene to maintain a normal hemoglobin level. In addition to the above two key genes, there is another candidate gene in the Tibetan population to help the low-oxygen genetic adaptation. In this study, we reported a low-oxygen candidate GCH1 (GTP-cyclohydrolase I), which was involved in the maintenance of NOS function and normal blood pressure, and there were many potential adaptive variations in the Tibetan population. We completed the entire region of the GCH1 gene (60.8 kb) and the 10 kb resequencing at the upstream and downstream of the gene. A total of 50 non-close-related Tibetan individuals were sequenced and combined with previously published data to complete molecular evolution and a number of physiological traits-related analyses, including hemoglobin concentration, blood oxygen saturation, pulmonary arterial pressure, and nitric oxide concentration. In the Tibetan population of the sequencing, we identified a total of 384 sequence variations on the GCH1 gene, and we found that 49 variation had significant genetic differentiation among the population (Tibetan and Han) (Fst0.2), and the variation of these high Fst also showed high iHS and XPEHH. These results show that there is a clear Darwinian natural selection signal on the GCH1 gene of the Tibetan population. By examining the tagSNPs of 9 GCH1 (label monucleotide variations), we found that in the Tibetan population, these variations are associated with multiple physiological traits, including hemoglobin concentration, blood nitric oxide, pulmonary arterial pressure, and blood oxygen saturation. In conclusion, we have verified that the GCH1 gene has been selected by Darwinian in the Tibetan population. In that high-altitude Tibetan and low-altitude group, we identified many genetic variation with deep genetic differentiation. The known function of GCH1 indicates that it is mainly involved in the high-altitude hypoxia-adapted pulmonary vascular regulation in the Tibetan population.
【学位授予单位】:甘肃农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:R339.5

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 吴兴裕 ,马晓峰;模拟高原低氧对人的认知能力的影响[J];高原医学杂志;2002年01期

2 吴兴裕 ,王小珍;模拟高原低氧对人的认知能力影响的研究[J];高原医学杂志;2002年03期

3 ;对高原低氧环境的机能适应性[J];国外医学参考资料(卫生学分册);1976年03期

4 崔建华,张西洲,谢印芝,何富文,朱国斌,张东祥;高原低氧环境下性激素变化的研究[J];解放军预防医学杂志;2001年01期

5 高芬;张林彬;关巍;华毛;周青玉;毛辉青;;高原低氧对血浆降钙素基因相关肽含量的影响[J];基础医学与临床;2006年02期

6 王旭萍;;高原低氧环境对睡眠的影响[J];高原医学杂志;2007年04期

7 刘忠;李文华;;高原低氧适应遗传基因与非适应者的差异[J];中国组织工程研究与临床康复;2011年07期

8 叶如陵,靳振怀,张巨高,谢西梅;高原低氧环境对人的影响与适应性因素的探讨[J];生理科学;1983年02期

9 ;在高原低氧下呼吸的自主控制[J];高原医学杂志;1994年03期

10 马勇,张西洲,哈振德,李新菊,朱永安;高原低氧对人视觉功能的影响[J];高原医学杂志;1999年01期

相关会议论文 前10条

1 张翼;;高原低氧适应与健康[A];中国生理学会心血管生理学术研讨会论文集[C];2011年

2 罗玉萍;吴圣钰;;高原低氧环境对装甲车辆乘载员工效的影响及对策[A];第六届全国人—机—环境系统工程学术会议论文集[C];2003年

3 尹昭云;马智;洪欣;谢印之;;高原低氧对体重的影响及营养措施[A];中国营养学会特殊营养第五届学术会议论文摘要汇编[C];2002年

4 周其全;王福领;郭鸿斌;尼玛次仁;;高原低氧环境暴露对移居人群肾功能和尿液成分的影响[A];中国病理生理学会第九届全国代表大会及学术会议论文摘要[C];2010年

5 李文华;袁东亚;宋土生;范明;刘忠;黄辰;;不同高原低氧暴露时间对大鼠某些低氧相关基因的表达影响[A];细胞—生命的基础——中国细胞生物学学会2013年全国学术大会·武汉论文摘要集[C];2013年

6 林凯;魏利召;张硕;陈利敏;朱美财;杨琳;张树成;范明;;高原低氧环境对援藏人员精子质量的影响[A];中华医学会第九次全国检验医学学术会议暨中国医院协会临床检验管理专业委员会第六届全国临床检验实验室管理学术会议论文汇编[C];2011年

7 宋继志;洪大蓉;万美玲;张浩;齐纶;林炳夫;许维刚;于奕;;高原低氧导致红细胞形态变化的扫描电镜观察[A];第八次全国电子显微学会议论文摘要集(Ⅰ)[C];1994年

8 马祁生;;高原低氧应激诱导大鼠脑组织神经元凋亡[A];中国病理生理学会第九届全国代表大会及学术会议论文摘要[C];2010年

9 陈钦铭;叶于聪;;高原低氧对大鼠大脑皮质超微结构的影响[A];第六次全国电子显微学会议论文摘要集[C];1990年

10 李胜学;;高原低氧下高压氧对力竭运动后血液指标的影响[A];中华医学会第七次全国中青年检验医学学术会议论文汇编[C];2012年

相关重要报纸文章 前7条

1 本报记者 游雪晴;不让高原低氧威胁西部大开发[N];科技日报;2001年

2 美霞;高原低氧环境也可能有利于人体健康[N];大众科技报;2006年

3 记者 吕雪莉、朱建军;高原低氧环境也可能有利于人体健康?[N];新华每日电讯;2006年

4 记者 李天舒;藏族人群适应高原低氧遗传机制被发现[N];健康报;2010年

5 孙文振;极端环境下人体反应因基因而异[N];中国民族报;2007年

6 湘云;女性比男性更易适应高原缺氧[N];大众科技报;2006年

7 吴天一;生命在于运动[N];西藏日报;2004年

相关博士学位论文 前4条

1 宋婷婷;系统性炎症促进高原低氧脑水肿的研究[D];浙江大学;2016年

2 朱卫中;间歇性高原低氧抗心肌缺血再灌注损伤的线粒体机制研究[D];中国科学院研究生院(上海生命科学研究院);2005年

3 孔繁平;神经肽CRH作为急性高原低氧应激损伤的生物标志分子研究[D];浙江大学;2013年

4 李鹏;高原低氧环境对骨髓造血干细胞增殖与定向选择分化的影响及其机制研究[D];第三军医大学;2010年

相关硕士学位论文 前10条

1 杨效;高原低氧环境下大鼠重型胰腺炎肺损伤与白介素10的相关研究[D];青海大学;2016年

2 林宝山;麦洼牦牛肺脏比较转录组研究[D];西南民族大学;2015年

3 张晓娜;高原低氧对小鼠脾脏T淋巴细胞亚群及其功能的影响[D];青海大学;2017年

4 张娟玲;高原低氧对药物代谢酶CYP1A2、CYP2C11、CYP2C22和CYP3A1活性和表达的影响[D];青海大学;2017年

5 李想;高原低氧环境下复合健身运动对运动能力的影响[D];青海师范大学;2015年

6 李晓菲;高原低氧环境复合健身运动对人体血脂影响的研究[D];青海师范大学;2015年

7 黄付敏;模拟海拔5000米高原低氧环境对雄性大小鼠性功能及行为学的影响[D];北京协和医学院;2011年

8 郭郑e,

本文编号:2438680


资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiyingongcheng/2438680.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户a032f***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com