《UGT基因簇進化及調控研究》是依託上海交通大學，由吳強擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：UGT基因簇進化及調控研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：吳強
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
尿苷二磷酸葡醛酸轉移酶(UGT)蛋白家族是一種Ⅱ型藥物代謝酶（a family of phase II drug-metabolizing enzymes），能催化葡醛酸與很多疏水小分子化和物結合，使其轉化為親水化合物從而排泄到體外，在藥物代謝和生物體化學防禦（chemical defense）方面發揮著非常重要的作用。申請者實驗室先前的研究已經證明UGT基因簇（gene cluster）包含可變區和恆定區，具有類似於原鈣粘蛋白（protocadherin）、免疫球蛋白（immunoglobulin）和T細胞抗原（T-cell receptor）基因簇的基因組結構（genomic organization）（Genome Research, 14: 79）。本項目將利用分子生物學方法對UGT基因簇的起源進化及表達調控進行深入的研究，揭示其在脊椎動物中的分子多樣性起源和組織特異性調控機理。
結題摘要
尿苷二磷酸葡醛酸轉移酶（UGT）藥物代謝和化學解毒蛋白家族是一種Ⅱ型藥物代謝酶，能催化葡醛酸與重要小分子化學藥物結合。在本項目中，我們鑑定和克隆了完整的斑馬魚Ugt基因藍圖，發現斑馬魚基因組共有45個Ugt基因，分為Ugt1、Ugt2和Ugt5。Ugt1和Ugt2都有兩個不相連的簇：a和b。Ugt1a、Ugt1b、Ugt2a和Ugt2b各基因簇均含可變區和恆定區。克隆全長編碼序列證明，在各斑馬魚Ugt基因簇中，可變區的各可變外顯子可獨立剪接到相應一套恆定外顯子上。比較分析顯示斑馬魚的Ugt1和Ugt2基因的a和b基因簇在其它硬骨魚中均能找到直系同源物，表明它們可能來源於魚類特異性的全基因組複製事件。Ugt5基因是我們新發現的一類Ugt基因家族，它們在硬骨魚和兩棲類動物中存在。它們的整個開放閱讀框由一單個大的外顯子編碼。在克隆中，我們還發現斑馬魚Ugt1、Ugt2和Ugt5基因通過可變剪接產生更多的轉錄多樣性。基於進化分析，我們推測四足動物和硬骨魚各Ugt1基因簇祖先都含有多個Ugt1旁系同源物。物種分化之後，這些Ugt1祖先基因簇經歷了種系特異性的基因丟失和複製過程。脊椎動物Ugt2祖先基因簇也經歷了種系特異性的複製過程。我們通過分析基因組特徵推測，不含內含子的Ugt5開放閱讀框可能來自逆轉錄轉座和隨後的基因複製事件。我們發現它們在硬骨魚中劇烈擴增，在這些物種中已成為最為豐富的Ugt家族。這些發現對於脊椎動物中具有多樣性可變外顯子結構的基因的分子進化研究具有重要意義。為了進一步獲得人類Ugt1的微進化，我們對253例正常中國人群基因組中UGT1基因簇內的9個第一外顯子和內含子區以及5個共同外顯子進行重測序，鑑定出101個多態性，其中15個為新SNP位點。我們計算了各多態性等位基因的頻率，並重建了它們連鎖不平衡（LD）圖譜。UGT1基因簇分為五個區塊，分別為區塊9（UGT1A9）、區塊9/7/6（UGT1A9、UGT1A7和UGT1A6）、區塊5（UGT1A5）、區塊4/3（UGT1A4和UGT1A3）和區塊3’UTR。我們還進一步推斷了單被型並為各單倍型選擇了tagSNP集。我們將我們的數據和HapMap項目中其它三類人群的數據進行比較，發現UGT1基因多樣性具有種族特異性。這些發現對未來UGT1基因簇的分子遺傳學研究以及中國人群個體化藥物治療具有重要價值。
