Uma mutação antiga no gene TPH1 é consistente com as mudanças no ritmo reprodutivo dos mamíferos

O ritmo reprodutivo sofre várias mudanças durante a evolução dos mamíferos para se adaptar às mudanças ambientais locais. Embora os papéis críticos da melatonina (MLT) na formação do ritmo reprodutivo tenham sido bem estabelecidos, a base genética para as mudanças do ritmo reprodutivo permanece incerta. Aqui, construímos as árvores filogenéticas de 13 genes de síntese, metabolismo e receptor de melatonina, estimamos seus tempos de divergência e calculamos suas pressões de seleção. Em seguida, avaliamos o efeito de mutações relacionadas funcionalmente e selecionadas positivamente na atividade da proteína. Nossos resultados mostraram que havia locais de seleção positiva significativos nos três principais genes, incluindo triptofano hidroxilase 1 (TPH1), triptofano hidroxilase 2 (TPH2) e indoleamina-2,3-dioxigenase 1 (IDO1) que estão envolvidos na síntese, metabolismo e função da melatonina. No nível da proteína, os aminoácidos no 442º local da proteína TPH1 e nos 194º, 286º, 315º e 404º locais da proteína IDO1 estavam sob seleção positiva, e as variantes do aminoácido nesses locais podem levar a mudanças na função da proteína . Notavelmente, o 442º local desses locais de seleção positiva está no domínio de tetramerização da proteína TPH1 e é prolina ou leucina. Neste local, 89,5% do aminoácido de mamíferos de reprodução não sazonal era prolina, enquanto 88,9% dos mamíferos de reprodução sazonal era leucina. Esta variação do aminoácido foi derivada do polimorfismo T / C no 1325º local do TPH1 sequência de codificação do gene, que alterou significativamente a atividade de TPH1 (p <0,01). Curiosamente, a idade prevista para o alelo C no genoma dos mamíferos apareceu cerca de 126,6 milhões de anos atrás, e o alelo T apareceu cerca de 212,6 milhões de anos atrás, indicando que a evolução do TPH1 gene foi afetado pelos dois eventos de divisão de mamíferos e o evento de extinção KT. Em conclusão, o polimorfismo T / C no local 1325 no TPH1 A sequência codificadora do gene alterou a atividade do TPH1, sugerindo que esse polimorfismo é consistente com o ritmo reprodutivo dos mamíferos.