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医学遗传学与疾病研究
(
网络版
), 2012
年
,
第
1
卷
,
第
2
篇
,
第
6
-
14
页
Yixue Yichuanxue Yu Jibing Yanjiu (Online), 2012, Vol.1, No.2, 6
-
14
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7
因的突变具有种族和地域特征，如
35delG
、
167delT
和
235delC
分别在高加索人、犹太人和亚洲人群中
较为常见。在我国
GJB2
基因
235delC
的突变致聋
的频率也高于其它亚洲国家
(Dai et al., 2007)
。由于
GJB2
基因突变种类多，且仍有新的突变被不断发
现，如何科学地预测新生致病突变以及与疾病表型
的关联性，是一个值得探索的课题。现今利用生物
信息学方法从已有的生物数据库中挖掘有意义的
信息，对新发现的突变进行致病性预测和可能的功
能分析，此为疾病基因组学研究提供了一个有用的
平台。基于此，本文利用生物信息学的方法分析
GJB2
基因的序列进化和分子特征，并结合突变数
据库与相关的研究报道，探讨
GJB2
基因变异与耳
聋遗传效应之间的关系。
1
结果与分析
1.1 17
个物种及其
GJB2
蛋白序列信息
本研究选取的
17
个物种的
GJB2
蛋白序列信息
(
表
1)
，包括了
15
个哺乳纲和
2
个两栖纲物种，在
哺乳纲中包括了灵长目、食肉目、奇蹄目、偶蹄目
及啮齿目。选取的
17
个
GJB2
蛋白序列中，除了西
部爪蛙和非洲爪蛙的
GJB2
蛋白序列长度为
248
以
外，均为
226
。
1.2 GJB2
系统发育分析
从
GJB2
的系统发育树中可见
(
图
1)
，哺乳类动
物的
GJB2
与两栖类动物的
GJB2
亲缘关系较远。
此外，在
15
种哺乳类动物的
GJB2
、
2
种两栖类动
物的
GJB2
和哺乳类与两栖类
GJB2
祖先序列，分
别进行的多序列比对结果中，相似度
(
固定氨基酸残
基的频率
)
分别为
83.6% (189/226)
、
94.0% (233/248)
和
70.7% (159/225)
。
可见，哺乳类动物的祖先序列与两栖类动物的
祖先序列相比，相似度较低
(
图
2)
，与
GJB2
系统发
育树中的结果一致。
1.3 GJB2
保守区分析
在
17
个物种的
GJB2
多序列比对中
(
图
2)
，人
类
GJB2
有
65.93% (149/226)
的氨基酸残基是固定
的，
23.89% (54/226)
的氨基酸残基是保守的。比较
人类的
GJB2
序列与进化树中各结点处的祖先序
列，结果显示，人类
GJB2
中
70.35% (159/226)
的氨
表
1 17
个物种
GJB2
蛋白序列信息
Table 1 GJB2 protein sequence information from 17 species
编号
Number
物种名称
Name of species used in this research
长度
Length
纲
Class
目
Order
GenBank
登录号
Accession number
1
人类
human (
homo sapiens
)
226
M
PR
AAL87696.1
2
黑猩猩
chimpanzee (
pan troglodytes
)
226
M
PR
BAK62975.1
3
苏门答腊猩猩
Sumatran orangutan (
pongo abelii
)
226
M
PR
XP_002824091.1
4
家犬
dog (
canis lupus familiaris
)
226
M
CA
NP_001184077.1
5
猕猴
rhesus macaque (
macaca mulatta
)
226
M
PR
NP_001038200.1
6
马
horse (
equus caballus
)
226
M
PE
XP_001488623.1
7
绵羊
sheep (
Ovis aries
)
226
M
AR
NP_001009780.1
8
牛
cattle (
Bos taurus
)
226
M
AR
NP_001077106.1
9
中华仓鼠
Chinese hamster (
Cricetulus griseus
)
226
M
RO
EGV92232.1
10
褐家鼠
Norway rat (
Rattus norvegicus
)
226
M
RO
NP_001004099.1
11
家鼠
house mouse (
Mus musculus
)
226
M
RO
NP_032151.1
12
南美洲豚鼠
Domestic guinea pig (
Cavia porcellus
)
226
M
RO
NP_001166294.1
13
西部爪蛙
Western clawed frog (
Xenopus
(
Silurana
)
tropicalis
)
248
A
AN
NP_001016984.1
14
非洲爪蛙
African clawed frog (
Xenopus laevis
)
248
A
AN
NP_001080478.1
15
白掌长臂猿
common gibbon (
Hylobates lar
)
226
M
PR
AAL03975.1
16
婆罗洲猩猩
Bornean orangutan (
Pongo pygmaeus
)
226
M
PR
AAL03974.1
17
西部猩猩
Western gorilla (
Gorilla Gorilla
)
226
M
PR
AAL03973.1
注
: M:
哺乳纲
; A:
两栖纲
; PR:
灵长目
; CA:
食肉目
; PE:
奇蹄目
; AR:
偶蹄目
; RO:
啮齿目
; AN:
无尾目
Note: M: Mammalian; A: Amphibian; PR: Primates; CA: Carnivore; PE: Perissodactyla; AR: Artiodactyla; RO: Rodentia; AN: Anura