《Mammalian Genome》:Genome-wide characterization of HSP70 and HSP90 subfamilies in Yak (Bos grunniens): expression patterns under cold and chemical hypoxia conditions
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牦牛高原适应机制研究中热休克蛋白基因家族的结构变异与功能调控分析。通过比较五种牛科物种的HSP70/HSP90基因家族,发现四个保守亚族具有物种特异性结构变异,并揭示其通过PPI网络和不同组织特异性表达模式参与冷应激与低氧耐受的分子机制。研究首次阐明牦牛HSP70/90在复合应激下的三种表达模式,建立高原适应性遗传基础的理论框架。
摘要
牦牛(Bos grunniens)是一种典型的高山物种,它具有适应极端环境的独特能力,包括密集的毛皮系统以及对缺氧和低温的强耐受性。在这种情况下,热休克蛋白(HSP)基因家族可能在牦牛的高海拔适应性进化中起着核心作用。通过调节蛋白质稳态和介导细胞应激反应,HSPs在缺氧和寒冷应激条件下对细胞生理功能至关重要。系统地评估了HSP70和HSP90亚家族的理化性质,并模拟了它们的亚细胞定位。构建了蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络,并处理了RNA测序(RNA-seq)数据以评估牦牛中的组织特异性表达模式。为了评估应激反应,将牦牛前脂肪细胞暴露在寒冷环境中,并使用CoCl2诱导化学性缺氧,随后使用逆转录定量聚合酶链反应(RT-qPCR)定量分析HSP70和HSP90基因的表达。通过对五种牛科物种的HSP70和HSP90基因进行全基因组比较分析,发现了四个进化上保守的亚家族,这些亚家族表现出谱系特异性的结构变异,包括染色体重排和重复事件。在牦牛中,鉴定出了14个具有不同结构配置和物种特异性表达模式的HSP70/90基因。PPI网络分析揭示了以前未表征的HSP成员与核心调控因子之间的新功能关联。组织特异性表达分析表明,HSP基因在多种牦牛组织中普遍表达,这表明它们具有多样的生理功能。此外,在同时使用寒冷和CoCl2诱导的化学缺氧条件下,HSP基因表现出三种不同的表达模式。本研究系统地阐明了HSP基因——特别是HSP70和HSP90
牦牛(Bos grunniens)是一种典型的高山物种,它具有适应极端环境的独特能力,包括密集的毛皮系统以及对缺氧和低温的强耐受性。在这种情况下,热休克蛋白(HSP)基因家族可能在牦牛的高海拔适应性进化中起着核心作用。通过调节蛋白质稳态和介导细胞应激反应,HSPs在缺氧和寒冷应激条件下对细胞生理功能至关重要。系统地评估了HSP70和HSP90亚家族的理化性质,并模拟了它们的亚细胞定位。构建了蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络,并处理了RNA测序(RNA-seq)数据以评估牦牛中的组织特异性表达模式。为了评估应激反应,将牦牛前脂肪细胞暴露在寒冷环境中,并使用CoCl2诱导化学性缺氧,随后使用逆转录定量聚合酶链反应(RT-qPCR)定量分析HSP70和HSP90基因的表达。通过对五种牛科物种的HSP70和HSP90基因进行全基因组比较分析,发现了四个进化上保守的亚家族,这些亚家族表现出谱系特异性的结构变异,包括染色体重排和重复事件。在牦牛中,鉴定出了14个具有不同结构配置和物种特异性表达模式的HSP70/90基因。PPI网络分析揭示了以前未表征的HSP成员与核心调控因子之间的新功能关联。组织特异性表达分析表明,HSP基因在多种牦牛组织中普遍表达,这表明它们具有多样的生理功能。此外,在同时使用寒冷和CoCl2诱导的化学缺氧条件下,HSP基因表现出三种不同的表达模式。本研究系统地阐明了HSP基因——特别是HSP70和HSP90