Vergleichende Genomik zweier asiatischer medizinischer Blutegel Hirudo nipponia und Hirudo tianjinensis: Schwerpunkt auf antithrombotischen Genen und ihren entsprechenden Proteinen
Comparative genomics of two Asian medicinal leeches Hirudo nipponia and Hirudo tianjinensis: With emphasis on antithrombotic genes and their corresponding proteins
Genomische Vergleichsstudie in der Zeitschrift Int J Biol Macromol (2024)
Abstract
Leeches secrete various biologically active substances which have important medical and pharmaceutical values in antithrombotic treatments. Here, we provide a high quality genome of two Asian medicinal leeches Hirudo nipponia and Hirudo tianjinensis, based on which, we identified 22 antithrombotic gene families, including fourteen coagulation inhibitors, four platelet aggregation inhibitors, three fibrinolysis enhancers, and one tissue penetration enhancer. The total numbers of antithrombotic genes were similar between H. nipponia (N = 86) and H. tianjinensis (N = 83). Molecular evolution analysis showed that no significant differences were detected between the two species in any of the three selection indices (dN, dS, and dN/dS), nor in the number of sites under positive/purifying selection. RNA-Seq based gene expression analysis showed that the overall expression patterns of the antithrombotic gene families were not significantly deviated between the two species. Our results indicated that there were rather close similarities between the two leeches on genomic characteristics, especially for the molecular evolution and expression of antithrombotic genes. Our study provides the most comprehensive collection of antithrombotic biomacromolecules from the two Asian medicinal leeches to date. These results will greatly facilitate the research and application of leech derivatives for medical and pharmaceutical purposes of thrombosis.
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Das Abstract wird nicht übersetzt, damit die eigene Wortwahl der Autoren erhalten bleibt.
Zusammenfassung
Es wurden hochwertige Genome der beiden asiatischen medizinischen Blutegel Hirudo nipponia und Hirudo tianjinensis erstellt und 22 antithrombotische Genfamilien identifiziert, darunter 14 Gerinnungsinhibitoren, 4 Thrombozytenaggregationshemmer, 3 Fibrinolyse-Verstärker und 1 Gewebspenetrationsverstärker. Die Gesamtanzahl antithrombotischer Gene war ähnlich (86 versus 83), und in den Selektionsindizes (dN, dS, dN/dS) sowie den RNA-Seq-Expressionsmustern zeigten sich keine signifikanten Unterschiede. Die Autoren sehen recht enge genomische Ähnlichkeiten und liefern die bislang umfassendste Sammlung antithrombotischer Biomakromoleküle beider Arten; diese soll die Anwendung bei Thrombosen erleichtern.
Warum dies für die Hirudotherapie relevant ist
Diese vergleichend-genomische Studie erstellt eine hochwertige Genomkarte zweier asiatischer medizinischer Blutegel – Hirudo nipponia und Hirudo tianjinensis –, um antithrombotische Biomakromoleküle zu identifizieren. Die Forschenden identifizierten 22 antithrombotische Genfamilien – darunter Gerinnungsinhibitoren, Thrombozytenaggregationshemmer und Fibrinolyse-Verstärker – mit ähnlichen Genanzahlen und Expressionsmustern bei beiden Arten. Als genomische und transkriptomische Analyse handelt es sich bei der Studie um Grundlagenforschung bzw. präklinische Wissenschaft und nicht um eine klinische Studie; sie liefert die grundlegenden biologischen Daten, die für künftige therapeutische Anwendungen erforderlich sind. Diese Forschung kartiert umfassend die genetische Grundlage des Blutegel-Sekretoms und identifiziert die spezifischen Verbindungen, die für die in der modernen Hirudotherapie genutzten antithrombotischen Eigenschaften verantwortlich sind.
Zitation
Literaturangabe (Vancouver-Stil)
Zhao F, Huang Z, He B, Liu K, Li J, Liu Z, et al. Comparative genomics of two Asian medicinal leeches Hirudo nipponia and Hirudo tianjinensis: With emphasis on antithrombotic genes and their corresponding proteins. Int J Biol Macromol. 2024;270(Pt 1):132278. doi:10.1016/j.ijbiomac.2024.132278. PMID: 38750856
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