脊椎动物干扰素调节因子(Irf)家族基因起源进化初探

Abstract

干扰素调节因子(interferon regulator factor;IRF)是一类多功能的转录因子;能与干扰素(IFN)基因启动子及干扰素刺激应答基因(interferon stimulated gene;ISG)中的干扰素刺激性反应元件(interferon stimulated responsive element;ISRE)特异性结合;激活相关的信号;并调节靶基因的表达;使其在抗病毒感染、先天性免疫和适应性免疫调控、细胞增值、细胞凋亡、细胞自稳平衡等方面发挥生物学效应。过去对于这个基因家族的研究主要集中在单个成员的功能;而对于该基因家族的起源与进化鲜有报道。本研究通过生物信息学方法分析了果蝇;柄海鞘;河豚;三刺鱼;青鳉;斑马鱼;爪蟾;鸡;狗;鼠及人的基因组数据库;对上述模式生物中包含干扰素调节因子结构域的基因进行数据挖掘及基因结构分析;并与当前通用数据库进行数据合并。在这11个物种中的共挖掘出96成员;其中斑马鱼中最多;共13个成员;柄海鞘含4个成员;果蝇中未找到含有该结构域的基因。对干扰素调节因子基因在斑马鱼中组织表达特异性分析结果显示;在硬骨鱼类中该家族基因在PolyI:C或LPS刺激后大量上调表达;仅少数成员为组成型表达(如IRF-1;IRF-5)。对该基因家族在斑马鱼个体发生过程表达模式分析发现IRF-2; IRF-5;IRF-6;IRF-9自受精开始就能检测到大量表达;推测其在胚胎发育过程中起到重要的作用。同时通过比较基因组学方法对各模式生物中IRF家族成员所在基因座进行比较分析;构建出该家族基因的进化模型;旨在说明其起源及进化事件;并为研究其他免疫因子甚至免疫系统的起源进化提供佐证