通过对整个脊椎动物群体的转录组进行筛查，发现了保守的OR-κ基因在免疫细胞中的特异性表达

《Zoological Letters》：Vertebrate-wide transcriptomic screening identifies immune cell-specific expression of the conserved OR-κ gene

脊椎动物化学感受器基因通过嗅觉和味觉器官感知环境化合物，其基因家族通过重复、分化及假基因化形成物种特异性基因库。本研究对小鼠、非洲爪蟾、多鳃鱼和斑马鱼4个物种的13个器官进行RNA测序分析，发现约1-29%的化学感受器基因在非嗅觉味觉器官表达，其中OR-κ基因在免疫细胞中高表达且具有跨物种保守性，其基因位于典型嗅觉受体基因簇之外，提示独特转录调控机制。研究揭示了化学感受器基因的器官特异性表达具有普遍性，并存在古老起源和免疫调控功能。

　　

摘要

脊椎动物的化学感受器基因在通过嗅觉器官和味蕾检测环境中的化学化合物方面起着核心作用，使它们能够感知对生存至关重要的气味和味道。通过进化过程，这些基因经历了重复、分化和假基因化，形成了反映生态和行为适应的特定谱系基因库。虽然这些化学感受器的典型功能仅限于鼻腔和口腔，但越来越多的证据（尤其是在哺乳动物中）表明，一些化学感受器也在非化学感觉（鼻腔/口腔外）器官中表达并发挥作用。然而，从广泛的进化角度对这种鼻腔/口腔外的表达情况进行研究的情况非常少。在这里，我们通过对四种代表性物种（小鼠、Xenopus、Polypterus和斑马鱼）的13个器官进行全面的批量RNA测序分析，系统地研究了化学感受器基因的器官-wide表达模式。在所有物种中，大多数（95–97%）化学感受器基因如预期那样在嗅觉和味觉器官中表达。值得注意的是，有一部分（1–29%）基因在鼻腔/口腔外器官中也表达，这表明这种表达现象可能在脊椎动物中普遍存在。特别是进化上保守的OR-κ基因，其基因拷贝数稳定，在所有分析的物种中都表现出与器官无关的表达。单细胞RNA测序数据进一步显示，OR-κ主要在免疫细胞中表达，这暗示了它在免疫系统中的潜在功能。此外，基因组上下文分析表明，OR-κ基因与典型的嗅觉受体基因簇分离，表明它可能具有不同的转录调控机制。我们的发现扩展了将化学感受器视为专门用于感觉的分子的传统观点，强调了它们在脊椎动物不同器官中的意外功能多样性。值得注意的是，OR-κ基因似乎具有古老的进化起源，可以追溯到脊椎动物的共同祖先。综上所述，这项研究为我们提供了重新考虑脊椎动物中化学感受器基因的功能和进化轨迹的有力证据。