猴科味觉受体Tas1rs基因家族适应性进化与食性相关性研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31272301
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    83.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0401.动物进化与发育
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

In mammals, sweet and umami taste perception is conferred by taste receptor cells through the use of G protein-coupled receptors (GPCRs) TAS1Rs which were encoded by gene family of Tas1rs genes. The TAS1R1 protein forms a heterodimer with TAS1R3 to form a two-part umami taste receptor, meanwhile the TAS1R2+TAS1R3 heterodimer functions as the sweetness receptor. TAS1R proteins are characteristic of seven domains spanning the plasma membrane. The TAS1R proteins consist of about 850 amino acids and have a large extracellular N-terminus. The gene structure of tas1rs family is believed to be conserved among species.In recent year, analyses on umami and sweet taste receptors have been conducted in number of species. Tas1r1 is found to be pseudogenized in the giant panda (family Ursidae), which is herbivorous. Additionally, tas1r2 were revealed to be inactivated in the cat family Felidae, vampire bats, horse, chicken, zebra finch and western clawed frog. However, the ecological causes of pseudogenization of tas1r genes are unclear.We choose to study the evolution of the sweet and umami taste receptor gene tas1rs in Cercopithecidae species because they exhibit a wide range of diets. Within the family Cercopithecidae, subfamily Colobinae is also known as leaf-monkeys and feed predominantly on relatively low-energy leaves, while another subfamily Cercopithecinae feed predominantly on relatively high-energy foods such as fruits, seeds, insects, and other vertebrates.The difference on food type between close-related subfamilies means significant variation of the selective press on taste genes. In this study, we plan to get the sequences of tas1rs gene of species in Cercopitheciade and functionally expressed these taste receptor variants. We plan to analyze their cellular response using an in vitro cellular assay.The main goal are to: (1)calculate the nonsynonymous/synonymous substitution rate ratio (ω = dN/dS) which measures the selective pressure at the protein level,(2)find the fuctionanl varition among taste receptors in Cercopithecidae species with different food favor,(3)measure behavioral preference to sweet and umami liquid in different species .
哺乳动物对鲜味和甜味的感觉,是通过味觉受体TAS1Rs蛋白家族来实现的。TAS1R1与TAS1R3组成的二聚体感受鲜味物质,TAS1R2与TAS1R3二聚体感受甜味物质。前期研究表明编码TAS1Rs蛋白基因外显子的异义突变会导致蛋白序列的变化,导致感受刺激物范围的变化,或者是味觉灵敏度的差异。猴科(Cercopithecidae)内部食性差异非常显著,猴亚科主食肉和果,而疣猴亚科主食叶,自然选择对其甜味和鲜味受体蛋白的选择压力可能会出现明显变化,编码基因的突变也可能导致受体蛋白敏感度或感受刺激物范围的变化。本项目计划克隆猴科各个属代表物种的TAS1R1、TAS1R2、TAS1R3的编码区序列,构建表达载体,在HEK细胞系中进行表达,检测不同刺激物浓度下敏感度差异,并通过行为学测试验证不同物种对鲜味和鲜味剂的偏好性。从而揭示猴亚科和疣猴亚科味觉受体蛋白的适应性进化过程及与食性的相关性。

结项摘要

味觉(Taste)是动物的基本功能之一,在一定程度上决定了动物对食物的选择。甜味和鲜味与碳水化合物、蛋白质等营养物质的摄入相关,而苦味味觉则能够防止动物摄入对机体不利的物质。因而,面对复杂的自然环境和食物来源,味觉在动物的进化历程中必然扮演着重要角色。到目前为止,有关甜味、鲜味和苦味基因的研究已经在多个物种中得以开展。然而,大多数甜味和鲜味基因(Tas1rs)的研究主要着眼于食性特化物种中假基因的发现;苦味基因(TAS2Rs)的研究则主要关注于食性对物种间苦味基因数量差异的影响。本论文中,我们首次在以植物为主要食物的狭鼻灵长类(Catarrhine primates)中开展了全面的甜味和鲜味基因适应性进化分析,探讨了食性差异对基因进化的影响。基于此,我们提出了动物食性进化的“进化漩涡假说”::食性特化会导致相关味觉受体选择压力放松,进而出现敏感度降低,这样会导致动物取食范围的缩小,取食其它食物的风险增大。这种趋势又会近一步缩小取食范围,再次导致味觉受体编码基因选择压力降低,有可能出现假基因化,彻底丧失功能。这个漩涡会逐渐导致动物食性越来越特化。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Dietary specialization drives multiple independent losses and gains in the bitter taste gene repertoire of Laurasiatherian Mammals.
饮食专业化导致劳亚兽类哺乳动物苦味基因库中多个独立的损失和增益
  • DOI:
    10.1186/s12983-016-0161-1
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Frontiers in zoology
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Liu Z;Liu G;Hailer F;Orozco-terWengel P;Tan X;Tian J;Yan Z;Zhang B;Li M
  • 通讯作者:
    Li M
Differentiated adaptive evolution, episodic relaxation of selective constraints, and pseudogenization of umami and sweet taste genes TAS1Rs in catarrhine primates.
卡他灵长类动物鲜味和甜味基因TAS1R的分化适应性进化、选择性约束的情景放松以及假基因化
  • DOI:
    10.1186/s12983-014-0079-4
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Frontiers in zoology
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Liu G;Walter L;Tang S;Tan X;Shi F;Pan H;Roos C;Liu Z;Li M
  • 通讯作者:
    Li M

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

Preliminary study of an albino individual in a Francois langur group (Trachypithecus francoisi) with reference to Trachypithecus genus color variation
粗猿属颜色变异对黑叶猴群(Trachypithecus francoisi)白化个体的初步研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Vietnames Journal of primatology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄乘明;周岐海;Yao Lu;刘志瑾;赵家新;李明
  • 通讯作者:
    李明
滇金丝猴数量分布变迁、家域、食性研究进展及保护现状
  • DOI:
    10.13859/j.cjz.201601017
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    动物学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    任宝平;黎大勇;刘志瑾;李明
  • 通讯作者:
    李明

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

刘志瑾的其他基金

猕猴(Macaca mulatta)亚种及其近缘种比较基因组学研究
  • 批准号:
    31471989
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    85.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
黑叶猴保护遗传学与进化历史研究
  • 批准号:
    30970376
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    32.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码