反刍动物PRNP基因进化机制研究

摘要

PRNP基因编码朊蛋白，若朊蛋白异常折叠并在宿主体内蓄积则可导致绵羊和山羊瘙瘁病，对肉羊产业造成巨大经济损失。同时，羊群还可感染疯牛病且不表现明显的临床症状，从而增加了该病沿食物链侵染人类的风险。鉴于此，清除瘙痒病的育种计划在欧美国家已经持续近300年，但目前仍然收效甚微。可能原因是PRNP基因是动物固有的基因，只在动物生命晚期才表现明显的不良适应性，此时动物基本上已经繁殖后代，该基因已经传代并扩散。研究PRNP进化模式可为抗病育种提供理论参考。本研究采用最大似然函数方法分析PRNP基因的进化驱动力。利用PAML中部分嵌套模型结合SLAC／FEL／REL三个模型共同确认PRNP基因受正选择驱动的是编码98和100氨基酸的位点，而编码136和171的位点为中性进化，154为强烈的漂变选择。这在一定程度上可解释目前针对136、154和171位点的瘙瘁病育种计划对清除该病作用不明显的原因。