高原鼢鼠(Myospalax baileyi)是一种终生生活于地下封闭洞道中的地下鼠,广泛分布于青藏高原东部海拔2800-4200 m的地区,是青藏高原的特有种之一。青藏高原环境的典型特点是高寒缺氧,这种独特的气候使青藏高原成为了研究高原低氧适应的天然实验室。高原鼢鼠作为在此繁衍了几千年的高原土著生物,在长期的进化历史进程中,受到严酷环境压力的挑战,已经形成了对高原低氧独特的适应策略和机制。目前关于高原鼢鼠的研究主要集中在生理、生化、形态学等方面,从基因水平上对其高原低氧适应机制的研究鲜有报道。在本研究中,我们将鹿鼠、小鼠、家鼠、高原鼠兔和人的α-珠蛋白基因进行序列比对,发现起始密码子上游与终止密码子下游20 bp左右的序列保守性很强,只有一到两个碱基有差异。因此我们利用此区域设计引物来扩增高原鼢鼠的α-珠蛋白基因。共设计了两对引物,第一对引物(Hba1F和Hba1R)扩增得到一条574bp的片段,第二对引物(Hba2F和Hba2R)扩增得到一条460bp的片段。将两对引物的克隆结果进行比对拼接,结果得到一条长812bp的片段。克隆测序后进行同源性比较,表明所测序列为高原鼢鼠α-珠蛋白基因。然后利用软件分析,推测出α-珠蛋白基因的氨基酸序列,共编码141个氨基酸。高原鼢鼠的α-珠蛋白基因由3个外显子和2个内含子组成。我们克隆并测定了高原鼢鼠血红蛋白α-珠蛋白基因的序列。比较高原鼢鼠和人的α链氨基酸序列发现有18个替换。考虑到结构的改变,我们认为α111Ala→Asn是一个重要的区域。这个位点位于紧密连接的α1β1连接处,在人类HbA相同位置的α1β1连接在配体连接发生四级构象变化时,其相对位置仍然没有变化。在人类血红蛋白中形成α1β1连接的α111和β115,是最重要的氨基酸残基,而在高原鼢鼠中α111发生了改变,说明α1β1之间的氢键连接处可能会发生脱节,这导致了氢键连接的构象结构发生改变,并且影响了Hb连接氧气的能力,这些改变可能在高原鼢鼠氧气传输中起重要作用。