花鲈Argonaute基因家族的快速进化与表达分析

RNA干扰(RNA interfering,RNAi)是广泛存在于动植物等生物中的一种高度保守、序列特异的RNA降解机制。Argonaute蛋白是RNAi途径的关键组成部分,其结构、功能和进化模式在无脊椎动物中已得到广泛研究,但在脊椎动物特别是硬骨鱼中的报道还十分有限。本研究从已测序物种的基因组中鉴定了12种哺乳动物和15种硬骨鱼的Argonaute家族基因。通过拷贝数、系统发生和共线性分析,本文验证了在脊椎动物中存在两个保守的Argonaute亚家族,即miRNA/siRNA介导的AGO亚家族和piRNA介导的PIWI亚家族。硬骨鱼类多样的繁殖发育方式是其生殖能力最大化的适应机制。为比较硬骨鱼中piRNA途径和miRNA/siRNA途径的功能和进化差异,本文对硬骨鱼(包括花鲈)和哺乳动物中的piRNA途径基因进行了全面的分子进化分析,并将这些基因与miRNA/siRNA途径中的Ago基因进行比较。结果表明硬骨鱼类的piRNA途径具有快速进化的特征,这可能适应了硬骨鱼基因组转座子数量大、种类多的特点。通过转录组分析,我们进一步证实了piRNA途径基因在四种硬骨鱼中的生殖特异性表达,预示其可能在配子发生过程中发挥作用。本研究为进一步解析硬骨鱼中piRNA途径基因的进化模式及其在鱼类生殖发育中的调控作用提供理论基础。