人类基因组中血清反应因子（SRF）潜在顺式作用元件搜索及其特征研究

论文摘要

血清反应因子（Serum Response Factor,SRF）是一种高度保守且广泛存在的于多种生物体内的转录调控因子,它与大约1216种长度为10bp左右的DNA段序列结合,也被称为CArG-box,并通过这种结合在时空上的特异性上调控靶基因转录表达水平。血清反应因子最早发现于c-fos原癌基因中,这从某种程度上预测了其在生命科学研究领域将被重视的程度,尤其是它与多种病理学上研究的热点相关,比如癌症、心脏疾病等等。在过去,对于血清反应因子的研究多数是将其与某种疾病或者生命代谢过程进行联系,以期望解答它在该过程中所起到的作用及其活动机理。但是,对于其顺式作用元件,特别是在基因组尺度上,与不同组织表达相联系的研究很少。本文旨在通过利用基于微阵列技术的染色体免疫共沉淀技术得到的高通量数据,对其在整个基因组尺度上做一个总体的描述。并且由于Chip-on-chip数据本身所采用了四种细胞系作为实验材料,在一定程度上为本实验揭示不同细胞系之间转录调控的差异提供了可能。本实验采用ENSEMBL数据库的人类全基因组数据GRCh37作为剪切母体,采用NHGRI发起的ENCODE计划中的GSE8489数据集为Chip-on-chip数据集——位点数据集。运用单突变一致性序列、位置特异性评分矩阵等方法对潜在CArG-box进行搜索,并对其结果进行统计分析。得出如下结论:第一,相同的转录调控因子在不同的组织内,所参与的调控网络和调控强度是不同的;第二,PSSM是用于搜索生物大分子序列上特异性结构的较优方法;第三,真核生物体内的生理生化环境对编码基因的转录是存在着显著的影响的;第四,在合适的生理生化条件下,SRF是可以和简单的A/T重复序列结合的;第五,在不同的细胞系内,SRF以不同多聚体形式发挥作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 MADS 蛋白质家族
• 1.1.1 MADS 蛋白质家族的空间特征
• 1.1.2 MADS 蛋白质家族的生物学功能
• 1.1.3 MADS 蛋白质家族的DNA 结合片段
• 1.2 血清反应因子（SRF）及其结合序列
• 1.2.1 血清反应因子（SRF）相关背景知识
• 1.2.2 SRF 结合的顺势作用元件（CArG-box）相关背景知识
• 1.2.3 关于血清反应因子及其顺势作用元件的研究近况
• 1.3 与本研究相关的实验方法
• 1.3.1 基于微阵列技术的染色体免疫共沉淀技术（Chip-on-chip）
• 1.3.2 生物信息学在转录调控因子的顺式作用元件研究过程中的发展
• 1.4 选题的目的、意义及创新点
• 第二章 CArG-box 的搜索及统计分析
• 2.1 实验流程
• 2.2 具体实验步骤
• 2.2.1 下载人类全基因数据
• 2.2.2 下载Chip-on-chip 数据集
• 2.2.3 剪切人类去基因组
• 2.2.4 剪切数据准确性验证
• 2.2.5 搜索潜在CArG-box
• 2.2.6 潜在CArG-box 的统计学分析
• 第三章 实验结果
• 3.1 实验结果
• 3.1.1 潜在CArG-box 的搜索结果
• 3.1.2 四种细胞系已知功能CArG-box 搜索结果
• 3.1.3 靶片段位于荒漠区和不同片段含有CArG-box 数量的统计结果
• 3.1.4 对潜在CArG-box 序列特征的统计分析结果
• 3.1.5 对潜在CArG-box 内部个位点碱基分布的统计分析结果
• 第四章 实验结论与讨论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介