马氏珠母贝组蛋白乙酰化修饰相关基因的分子进化及功能分析

• 作者: 张明 杨帅 曹艳飞 卢晓文 焦钰
• 来源期刊: 南方农业学报
• 关键词: 马氏珠母贝 组蛋白 乙酰化修饰 植核免疫
• 年，卷（期）: 2023,（02）
• 所属期刊栏目: 畜牧·兽医·水产·蚕桑
• 页码范围: 257-267
• 页数: 11页
• 语种: 中文

摘要

【目的】分析组蛋白乙酰化修饰相关基因的分子进化及其在马氏珠母贝（Pinctada fucata martensii）植核后的表达变化，明确组蛋白乙酰化修饰在植核免疫中的作用，为合理控制植核免疫反应提供理论依据。【方法】通过生物信息学分析方法对马氏珠母贝、长牡蛎、斑马鱼及人类等9个物种的组蛋白乙酰转移酶（HAT）和组蛋白去乙酰化酶（HDAC）进行全基因组鉴定，并分析其分子进化历程，同时通过已有的转录组数据分析马氏珠母贝HAT和HDAC基因在植核后的表达变化，采用组蛋白H3/H4总乙酰化定量分析试剂盒检测马氏珠母贝植核后血细胞组蛋白H3/H4乙酰化水平。【结果】HAT和HDAC基因家族在9个物种基因组中的数目差异不明显，其原始共同祖先（MRCA）共包含8个HAT基因家族的9个基因及19个HDAC基因家族的22个基因。马氏珠母贝基因组含有2个HAT家族（GNAT和MYST）的8个基因（2个GNAT类基因，6个MYST类基因）；HAT基因家族成员中含有18个保守氨基酸序列，且所有MYST类基因均含有MOZ＿SAS结构域，GNAT类基因则含有Hat1＿N或Acetyltransf＿1结构域，即具有较高的保守性。马氏珠母贝基因组含有13个HDAC家族的18个基因，包含3个I类、3个II类、10个Ⅲ类和2个IV类。其中，HDACⅢ类基因家族包含3个保守氨基酸序列，HDAC I/II/IV类基因家族包含21个保守氨基酸序列，但分布位置和序列组成差异明显，说明该家族成员结构具有多样性。马氏珠母贝、长牡蛎和人类中HDACⅢ类基因均包含1～2个SIR2结构域，HDAC I/II/IV类基因包含1个或多个Hist-deacety1结构域。在马氏珠母贝血细胞转录组中可检测到所有的HDAC和HAT基因，HDAC基因在植核后的表达呈动态变化，而多数HAT基因表达未发生变化；植核后6、12和24 h马氏珠母贝血细胞组蛋白H3和H4的乙酰化修饰水平显著上升（P<0.05），至植核后48 h组蛋白H3仍保持较高乙酰化水平，而组蛋白H4乙酰化水平恢复正常。【结论】组蛋白乙酰化修饰相关基因的基因组拷贝数、结构域组成及保守氨基酸序列等在不同物种间具有保守性，且组蛋白乙酰化修饰参与调控马氏珠母贝的植核免疫。