粘蛋白是一族高分子量、高度糖基化的蛋白,在大多數(shù)生物體的上皮組織中產(chǎn)生。粘蛋白的關(guān)鍵特征是能夠形成凝膠,因此它們是大多數(shù)凝膠狀分泌物的關(guān)鍵組成部分,為組織提供潤(rùn)滑及屏障功能。他們能夠與病原體結(jié)合并形成免疫系統(tǒng)的一部分。粘蛋白的異常表達(dá)則與多種癌癥有關(guān)。
近年來測(cè)序技術(shù)突飛猛進(jìn),使得很多個(gè)物種的基因組都被破解,這樣使很多的基因或蛋白的進(jìn)化研究變得可行。中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園熱帶植物資源可持續(xù)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研人員郎天戈與瑞典哥德堡大學(xué)醫(yī)學(xué)生化與細(xì)胞生物學(xué)系合作,通過生物信息學(xué)方法對(duì)粘蛋白家族的基因和蛋白質(zhì)進(jìn)行了進(jìn)化方面的研究。從低等原生動(dòng)物到最高等的哺乳類動(dòng)物,對(duì)百余個(gè)物種的基因組進(jìn)行了下載并分析,并且針對(duì)粘蛋白家族的基因序列特點(diǎn)構(gòu)造出僅適用于該蛋白家族的特有功能保守蛋白域。通過在各個(gè)物種中檢測(cè)這個(gè)蛋白域的含量,判斷了粘蛋白基因家族在各個(gè)物種的存在情況,再結(jié)合蛋白表達(dá)量,分析其功能情況,最終構(gòu)建出進(jìn)化關(guān)系,從而找到了該蛋白家族的進(jìn)化起源。該研究表明,早在低等原生動(dòng)物出現(xiàn)的時(shí)代,粘蛋白的功能結(jié)構(gòu)域就已經(jīng)開始出現(xiàn)了。
相關(guān)研究成果以Searching the evolutionary origin of epithelial mucus protein components–mucins and FCGBP 為題,發(fā)表于國(guó)際生物期刊Molecular Biology and Evolution。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金(61271447)和國(guó)家留學(xué)基金(留金發(fā)[2014]3012)的資助。
粘蛋白及特有功能蛋白域的進(jìn)化歷程