《第五章基因组的进化与分子系统学》.ppt

第五章 基因组的进化与分子系统学 1.生物进化的本质、原因、动力是什么？ 2.生物进化的方式？ 3.研究生物进化的方法？ 4.研究生物进化的意义？ 5.人类是如何进化而来的？ 6.基因组进化与疾病的关系? Question 目的：分析比较SARS病毒与冠状病毒科中病毒基因和蛋白的同源性。 方法：利用互联网、分子生物学软件对SARS病毒与冠状病毒科中病毒基因和蛋白同源性分析，构建蛋白进化树。结果：SARS病毒在某些区域基因序列与冠状病毒存在相当大的差异，具有自身比较保守的基因组序列结构。SARS病毒的三个结构蛋白(S、M和N)中与同科其他病毒存在很高的同源性；不同地域SARS病毒的基因序列存在差异。 结论：SARS病毒不是其他冠状病毒的变异体，而是一种与冠状病毒类似，可能早已经独立存在，此前未被人类所认识的新病毒。 . SARS病毒基因及蛋白系统分析 郑州大学学报(医学版),2003,38(3):338-341 对SARS-CoV的基因组特征、基因组序列、基因组变异,以及基因组编码蛋白作了综述，提示SARS-CoV基因组为无分段的单链正义RNA，存在极强的变异能力，其对应氨基酸序列也存在极多的变异点，探索了解SARS-CoV的致病机理。 SARS病毒的基因组研究概述 结果: 1997/2006 48株毒株PB2基因核苷酸序列同源性分成两组，1997/1998毒株为第一组(G1)，2003/2006毒株为第二组(G2)。PB2基因错义置换导致101个氨基酸位点变异，占比例13.3%(101/759)。提示PB2基因进化主要受到自发突变影响。2003/2006毒株(包括毒株GD-01-06)仅保留一个糖基化位点(NPT301-303)，丢失3个糖基化位点，可能影响蛋白致病性和抗原性。 广东人H5N1毒株PB2基因进化和特性 结论: 目前聚合酶B2(PB2)基因进化分成两组，主要受到除自发突变影响；PB2基因丢失3个糖基化位点可能影响蛋白致病性。人禽流感H5N1毒株PB2基因在自然界变异非常频繁，不断变异将影响H5N1毒株在人-人传播能力和引发大流行。 第四军医大学学报,2007,28(17):1547-1550 结果: 2009年3月以来爆发的新型 A/H1N1 病毒株聚合酶 B1 （polymerase B1，PB1）基因来自于人H3N2，其同源性 93.7%； 聚合酶 B2（polymerase B2，PB2）和聚合酶 A（polymerase A，PA）与禽H5N1同源性较高，同源性分别为89.0%和89.9%；血凝素（hemagglutinin，HA）核蛋白（nucleoprotein，NP）和非结构蛋白（non structural Protein，NS）与北美地区猪H1N1 同源性较高，同源性分别为 91.7%、93.1%和93.1% 。 2009 年新型甲型 H1N1 流感病毒全基因组序列重组分析 神经氨酸酶(neuraminidase，NA)和基质蛋白(matrix protein，MP)与欧洲地区猪 H1N1 同源性较高，同源性分别为 90.5%和95.5% 。全基因序列同源性分析发现 2009 年新型 A/H1N1 病毒与北美地区猪 H1N1 病毒同源性最高，为 83.9% 结论 :2009 年新型甲型H1N1流感病毒可能是人H3N2、北美地区猪 H1N1、欧洲地区猪H1N1和禽H5N1的基因重排病毒。 第二军医大学学报 ,2009,30(6):637-640 。 结果：不同地区分离的 2009 年新型甲型 H1N1 流感病毒的聚合酶 PA、PB1和PB2 编码基因均具有高度同源性并聚集在一个独特的进化支上，与猪流感病毒对应基因接近。三者均与 2005 年美国爱荷华州分离的人A/H1N1病毒基因(A/Iowa/CEID23/2005/H1N1)具有高度的相似性。 2009年新型甲型H1N1流感病毒、 2005年美国爱荷华州流行的H1N1 (DQ889682) 病毒 PB2 蛋白第 627 位氨基酸与禽类流感病毒相同 均为 谷氨酸 而与其他人A/H1N1 (1918~2008年)病毒的赖氨酸不同。 2009年新型甲型H1N1流感病毒聚合酶编码基因进化分析 结论：2009 年新型 甲型 H1N1 流感病毒聚合酶基因可能来源于 2005 年美国爱荷华州分离的人A/H1N1病毒禽流感病毒可能参与了聚合酶基因重排过程。 第二军医大学学报,2009,30(6):632-636 是A型流感病毒 ，携带有 H1N1 亚型猪流感病毒毒株，包含有禽流感、 猪流感和人流感三种流感病毒的脱氧核糖核酸（DNA）基因片断。同时拥有亚洲猪流感和非洲猪流感病毒特征。 甲型 H1N1 流感病毒 反复重组产生新病毒 科学家研究揭示，