哺乳动物化学能感觉系统适应性进化的分子机制

本项目以哺乳动物化学能感觉系统为研究模型，在系统生物学方法论的框架下，不仅鉴别和比较43个哺乳动物代表物种相关受体基因库，研究受体基因家族基因数目的变化与基因序列的变化这两种不同的遗传学组成形式（makeup）在哺乳动物适应辐射过程中的作用，并结合已经成熟的功能基因组学的技术手段，从理论分析和功能验证两方面探讨物种特异产生的新基因及可能影响基因功能的新突变在适应性进化过程中的作用；而且还通过研究与相关受体所在信号通路中的重要分子元件，探讨不同哺乳动物中有关信号通路的演化规律，及其与相关受体的协同进化模式。本项目将充分发挥系统生物学方法的优势，从基因数目变化、基因序列变化、信号通路变化等不同层次上，综合运用比较基因组学的、进化基因组学和功能基因组学的技术手段和理论方法，整体地、全局地揭示哺乳动物化学能感觉系统适应性进化的分子机制及其在哺乳动物适应辐射过程中的重要作用。

本项目以哺乳动物化学能感觉系统为研究模型， 通过鉴别和比较43个哺乳动物代表物种相关受体基因库，研究了化学能感觉系统相关受体基因家族基因数目的变化与基因序列的变化这两种不同的遗传组成形式在哺乳动物适应不同环境过程中的作用。研究发现，苦味受体、嗅觉犁鼻器受体基因家族在不同进化类群中呈现出幅度巨大的“生-灭”现象，阐明了大量基因重复及假基因是产生这种模式的遗传学基础，揭示了化学能感觉受体的数目所发生的显著变异在哺乳动物适应特殊环境（如不同的食性、不同的昼夜节律、不同的活动空间）过程中起到了重要的作用。以苦味受体为重点研究对象的功能实验，发现了物种特异产生的新基因能够识别新的化合物，揭示了苦味受体新基因在哺乳动物适应不同食性中的重要作用。还发现直系同源苦味受体基因在不同物种中也发生了功能的改变，提示着传统上所认为的功能保守的直系同源基因在哺乳动物适应环境中也扮演了重要角色。此外，通过系统整合化学能感觉与其它感觉系统，阐明了各感觉系统之间如何进行功能互补的。发表SCI论文6篇。整体上圆满地完成了项目的研究计划，达到预期的目标，并完成了项目预先设定的考核指标。