日本七鳃鳗（Lampetra japonica）肝脏ESTs分析与比较转录组研究

论文摘要

七鳃鳗隶属于圆口纲,七鳃鳗目,七鳃鳗科,七鳃鳗属,是最原始的脊椎动物类群,联系无脊椎动物与脊椎动物之间的重要桥梁。最近的考古发现,现代的七鳃鳗与3.6亿年前的祖先没有太大的变化,是名副其实的“活化石”,因此七鳃鳗是研究脊椎动物起源和进化的首选材料。目前对七鳃鳗的研究大多局限于形态结构、生态分布等方面,而关于基因组学和蛋白组学方面的研究则较少报道。本研究以日本七鳃鳗(Lampetra japonica)肝脏为材料构建cDNA文库,在文库中随机挑选克隆子进行测序共得到10077条有效ESTs(Expressed SequenceTags)序列。ESTs序列分析显示,8515条ESTs拼成648条片段重叠群,共得到2210条转录本,其中47.06%的转录本预测为全长序列;利用BLAST程序在GenBank数据库中进行同源性搜索发现2053条转录本有同源序列匹配,占总转录本的92.9%。更进一步对这些基因产物进行Gene Ontology注释,结果发现在日本七鳃鳗肝脏中与有颌类免疫、凝血和代谢相关的基因大量表达,并预测了8个新基因。通过对日本七鳃鳗与底鳉(Fundulus heteroclitus)、鼠(Mus musculus)、牛(Bos taurus)和人(Homo sapiens)肝脏转录组的比较分析,发现日本七鳃鳗肝脏中比其他物种优势表达的是甲壳质酶和多糖代谢等相关的基因,这些基因可能在日本七鳃鳗免疫中发挥重要作用。此外,也利用TargetScan软件对日本七鳃鳗肝脏转录组中3′UTR区进行microRNA靶标识别,结果发现了与人类癌症基因调控同源的microRNA靶标,这为研究人类癌症提供了有益的线索。上述结果将为七鳃鳗功能基因和蛋白组学的研究以及脊椎动物的基因组进化提供重要的理论基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 EST技术概述
• 1.2 EST分析常用数据库
• 1.3 EST序列分析流程
• 1.3.1 cDNA文库构建
• 1.3.2 EST随机测序
• 1.3.3 序列前处理
• 1.3.4 聚类和拼接
• 1.3.5 EST数据注释
• 1.3.6 基因功能分类
• 1.3.7 其他分析方法
• 1.4 EST的应用
• 1.4.1 基因图谱的绘制
• 1.4.2 基因表达谱的分析
• 1.4.3 鉴定基因和发现新基因
• 1.4.4 电子PCR克隆
• 1.4.5 发现SNP
• 1.4.6 用于制备cDNA微阵列
• 1.5 EST技术的局限性
• 1.6 七鳃鳗研究进展
• 1.7 本研究的目的和意义
• 第二章 日本七鳃鳗肝脏cDNA文库的构建与EST测序
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 材料
• 2.1.2 方法
• 2.2 cDNA文库的质量鉴定
• 2.2.1 文库的效价
• 2.2.2 文库中cDNA片段长度的检测
• 2.3 讨论
• 第三章 日本七鳃鳗肝脏表达序列表达标签（ESTs）分析
• 3.1 方法
• 3.1.1 原始数据的预处理
• 3.1.2 EST拼接及全长cDNA的检测
• 3.1.3 ORF的预测和3'UTR分析
• 3.1.4 EST注释、功能分类及新基因的寻找
• 3.1.5 转录组的比较分析
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 日本七鳃鳗肝脏cDNA文库EST测序
• 3.2.2 EST拼接、片段重叠群分析和全长cDNA拼接检测
• 3.2.3 3'UTR区microRNA靶标分析
• 3.2.4 EST的注释、蛋白功能分类和新基因的发现
• 3.2.5 转录组比较分析
• 3.3 讨论
• 3.3.1 拼接软件的选择
• 3.3.2 全长cDNA的预测以及ORF分析
• 3.3.3 3'UTR区microRNA靶标预测的意义
• 3.3.4 日本七鳃鳗肝脏转录组的注释
• 3.3.5 转录组的比较
• 第四章 全文总结
• 4.1 完成了cDNA文库的构建和后续序列测定工作
• 4.2 完成了对所获表达序列标签EST的生物信息学分析
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢