印度单峰骆驼（Camelus dromedarius）MHC II类DRB1基因的分子特征分析及进化研究

《The Nucleus》：Molecular characterization and evolutionary analysis of the MHC Class II DRB1 gene in Indian dromedary camel (Camelus dromedarius)

　　

摘要

主要组织相容性复合体（MHC）II类DRB1基因位点是脊椎动物适应性免疫系统中的关键组成部分，它负责编码MHC II类分子的β链，该分子可将处理过的抗原呈递给CD4⁺ T细胞。在本研究中，我们对印度单峰骆驼（Camelus dromedarius）的MHC DRB1基因的编码序列、核苷酸结构、密码子使用特征、氨基酸组成以及系统发育关系进行了分析。通过聚合酶链反应-序列型分析（PCR-SBT）技术扩增出包含DRB1基因全部6个外显子的5个基因片段，随后利用桑格链终止技术对它们进行测序。对获得的序列进行组装和注释后，发现了一个长度为813碱基对的完整编码区域，可编码出由270个氨基酸组成的多肽。我们使用CAIcal平台分析了该多肽的核苷酸和蛋白质组成、密码子适应指数（CAI）、相对同义密码子使用率（RSCU）以及有效密码子数（ENC）。核苷酸组成分析显示，该编码序列以GC碱基为主（占比58.92%），其中第三个密码子位置的GC含量最高。计算机分析发现，在108至447位置之间存在一个CpG岛，这可能与其在转录调控中的作用有关。密码子使用情况分析表明，该基因存在中等程度的密码子偏好性，其ENC值为45.5，CAI值为0.752。RSCU值变化较大，范围在0到4.25之间，其中CTG是最常出现的密码子。对推导出的氨基酸序列进行分析后发现，缬氨酸、甘氨酸和亮氨酸是DRβ1蛋白中最为常见的氨基酸。进一步的序列比较分析显示，在第2个外显子中存在12个核苷酸的骆驼科特有插入序列，这使得β1结构域中多了4个氨基酸（GEQG）。通过邻接法进行的系统发育分析表明，印度单峰骆驼与其他骆驼科物种的亲缘关系十分接近，从而证实了它们之间的进化关联。这些研究结果为骆驼MHC DRB1基因提供了全面的分子特性描述，同时也为其序列结构、密码子使用偏好以及进化历史提供了重要见解。本研究有助于实现联合国的可持续发展目标中的SDG-2和SDG-15，为通过遗传学策略提升骆驼的疾病抵抗力并保护生物多样性提供支持。