チベットカモシカの低酸素適応における生化学的歩様形成と遺伝的同化

Biochemical pedomorphosis and genetic assimilation in the hypoxia adaptation of Tibetan antelope.

• Anthony V Signore
• Jay F Storz

抄録

ステージ特異的な遺伝子発現の発達的変化は、発生の速度やタイミングを変化させることで、表現型の変化のメカニズムを提供することができる。我々は、高地に生息するチベットカモシカが、グロビン遺伝子発現の先祖代々の原型を切り捨てることで、他のウシの成体赤血球に発現する低親和性のisoHbに代わって、高親和性の幼少ヘモグロビンアイソフォーム（isoHb）が完全に取って代わるように、血液-O親和性が適応的に増加していることを発見しました。このような血液特性の幼若化は、成体のヤギやヒツジでよく報告されている低酸素への順応反応のカナル化を表しています。我々はまた、この調節性 isoHb スイッチの根底にあるゲノム機構を発見し、可逆的な順化反応がどのようにして慢性低酸素に対する不可逆的な適応として遺伝的に同化されたかを明らかにした。

Developmental shifts in stage-specific gene expression can provide a ready mechanism of phenotypic change by altering the rate or timing of ontogenetic events. We found that the high-altitude Tibetan antelope () has evolved an adaptive increase in blood-O affinity by truncating the ancestral ontogeny of globin gene expression such that a high-affinity juvenile hemoglobin isoform (isoHb) completely supplants the lower-affinity isoHb that is expressed in the adult red blood cells of other bovids. This juvenilization of blood properties represents a canalization of an acclimatization response to hypoxia that has been well documented in adult goats and sheep. We also found the genomic mechanism underlying this regulatory isoHb switch, revealing how a reversible acclimatization response became genetically assimilated as an irreversible adaptation to chronic hypoxia.

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