最新陆生动物基因家族分析文章解析

植物方面的基因家族文章非常之多，动物方面又以鱼类等海洋生物文章居多，其实我们常见的陆地动物同样可以发基因家族SCI文章。这边给大家介绍一篇由中国农业科学院兰州畜牧医药研究所于2022年1月21日发表的SCI文章，文章对牦牛中角蛋白基因(KRTs)家族进行鉴定与分析。下面跟随小编一起来了解陆生动物基因家族分析都做哪些研究吧！

标题：牦牛角蛋白基因(KRTs)家族的全基因组鉴定和表达分析

期刊：Gene,三区，IF=3.688

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.gene.2022.146247

背景介绍

作为毛发和上皮细胞中的主要结构蛋白，角蛋白存在于脊椎动物的大多数表皮或表皮衍生的器官中。作为中间丝蛋白的最大亚群，角蛋白分为两类亚家族（I型和II型）。在牦牛的整个周期中，KRTs在毛发生长和毛囊发育中的表达模式的动态变化尚未见报道。

研究内容

1.牦牛KRTs蛋白家族鉴定

作者使用blast和HMM两种方法在牦牛全基因组中鉴定出53个KRTs，并对其进行理化性质的预测。在所有家族成员中都发现了多个磷酸化位点，所有角蛋白家族蛋白均不稳定。预测到这些蛋白质定位在细胞核、细胞骨架和细胞质中。

2.不同物种间KRTs家族系统发育分析

基于牦牛、小鼠、大鼠、牛、羊和人角蛋白的氨基酸序列，使用Neighbor-Joining(NJ)方法构建系统发育树，共鉴定出23种I型角蛋白和30种II型角蛋白。系统发育鉴定显示，这六个物种中的角蛋白被分为三组，其中Ⅰ型（红色组）和Ⅱ型（黄色和蓝色组）角蛋白已经明显分离，且六个物种同一家族的成员在氨基酸序列上具有高度相似性。

3.外显子-内含子结构及保守基序分析

使用MEME工具在牦牛身上发现了三个角蛋白基序（图A）。角蛋白的蛋白质结构预测是广泛保守的，并且三个基序在所有角蛋白中普遍存在（图C）。保守结构域的预测表明，牦牛角蛋白包含丝状结构域、丝状超家族结构域和角蛋白2结构域（图B）。

4. 牦牛KRTs的表达谱

采集了三个牦牛在五个时间点（1月、3月、6月、8月和10月）的肩胛骨皮肤作为牦牛毛囊三个发育阶段的皮肤样本。在对不同发育阶段的毛囊转录组数据进行分析，其中提取并分析了KRTs。聚类分析结果表明，不同类型KRT的表达模式差异不显着。牦牛中KRTs的表达模式可分为五个簇，此外在牦牛的毛发周期中，KRTs在皮肤组织中高度激活。这些结果表明牦牛从休止期到生长期和退行期到休止期的过渡期是高度动态的。相关性分析表明，在牦牛KRTs中发现整个毛囊发育周期存在强正相关。主要表达模式中不同组合的KRT高度相关（图B），表明这些基因在毛囊周期中共表达。

5.构建不同KRTs之间的共表达网络

毛囊发育是一个复杂的发育过程，很难用单一的组学方法发现。为了进一步确定哪些KRT参与了牦牛毛囊的季节性发育，本研究使用15个转录组样本（共5个周期，3个重复）构建加权共表达网络(WGCNA)。识别本研究中与毛囊发育相关的特定模块，发现六个模块包含KRT，这些模块分别与退行期和休止期显著相关。相互作用网络表明，这些基因被发现与细胞周期、黑色素生成、毛囊发育、角质形成细胞增殖的调节有关。

总结

以上就是牦牛角蛋白基因KRTs家族分析的全部内容。首先，基于牦牛参考基因组，对牦牛KRTs进行鉴定，并利用生物信息学工具分析序列特征，为进一步研究的实验验证提供关键支持；其次，基于牦牛转录组数据分析了整个毛囊发育周期中KRTs的表达模式。然后进行WGCNA方法来发现KRT的功能在这个周期中，进一步探索KRTs家族其他成员的功能。该研究为牦牛角蛋白家族的进化关系和分子机制的研究提供了理论支持。

转自：集思慧远