论文摘要
在植物和动物基因组中,转录因子通过识别特殊的序列,并通过与这些序列结合起到调控基因表达的作用。“GAGA Factor”是一类能识别、结合(GA)n二核苷酸重复序列,继而改变染色质结构并起到调控下游基因表达的转录因子蛋白,我们将这类特殊(GA)n二核苷酸重复序列称为“GAGA Element”。目前,在植物基因组研究中,仅有为数不多的有关GAGA Factor蛋白功能的报道。随着水稻全基因组测序计划的完成,使得我们可以通过基因组扫查和比较基因组学分析,开展植物GAGA Element的研究,揭示植物特殊功能基因进化的规律。全文主要结果如下:1、通过对已有GAGA Element分布特征的分析研究,发现“(A)GAGA(G)/(T)CTCT(C)”序列广泛出现在基因上游调控序列及基因内部序列,并且呈一定规律性进行组合,这为预测GAGA Element提供了理论依据。在此基础上,对全基因组水平的水稻GAGA Element进行了全面预测,结果表明水稻基因组中GAGA Element比果蝇的更加纯净,这预示了高等植物更加依赖于染色质水平上的基因调控机制来调节环境适应性。2、通过Gene Ontology功能注释,在全基因组水平确定了表达水平受GAGA Element调控的潜在水稻功能基因。进一步的功能分析表明,这些潜在的GAGA Element调控基因在功能分类上具有一定的保守性。这种功能上的保守性提示我们,此类GAGA Element调控基因在特定生物学过程中可能存在协同性作用。3、通过比较水稻基因组中GAGA Element分布水平在水稻12条不同染色体上的分布与相关基因EST表达水平的关联性关系分析,我们发现特定染色体区域的EST表达水平越高,GAGA Element在该区域出现的概率越低,表现了显著的负相关性。这种GAGA Element分布概率与特定基因表达水平间的负相关性进一步表明,GAGA Element在水稻基因组中的染色体上的非随机分布直接与特定基因表达水平的调控存在一种直接而密切的相关关系。基于以上研究工作,本研究建立了本地化水稻基因组分析的生物信息学平台,为进行高等植物特别是农作物的比较功能基因组学研究打下了基础。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 引言1.2 GAGA Factor1.2.1 GAGA Factor 的序列分析1.2.2 GAGA Factor 的结构1.2.3 与GAGA Factor 结合的分子1.3 GAGA Element1.3.1 GAGA Element 的序列特征1.3.2 GAGA Element 在基因组中的分布1.3.3 GAGA Factor 调控的基因1.4 GAGA Factor 与 GAGA Element 的结合及染色质结构的改变1.4.1 GAGA Factor 单体与GAGA Element 的识别与结合1.4.2 GAGA Factor 与染色质结构的改变1.5 小结第二章 水稻 GAGA Element 分析平台的构建2.1 水稻 GAGA Element 分析硬件及 Linux 平台的构建2.1.1 硬件平台构建2.1.2 Linux 平台构建2.2 Bioperl 的本地安装及配置2.2.1 Bioperl 简介2.2.2 Gentoo Linux 平台下Bioperl 的安装2.3 BioJava 平台的本地配置2.3.1 BioJava 简介2.3.2 BioJava 平台的搭建2.4 水稻 GAGA Element 分析的数据库构建2.4.1 Mysql 数据库的安装2.4.2 水稻、果蝇GFF 数据本地化及数据库的构建2.4.3 基因组浏览器GBrowse 的本地构建2.4.4 Gene Ontology （GO）数据库的本地化第三章 水稻 GAGA Element 预测及调控基因 GO 注释信息获取3.1 水稻 GAGA Element 的预测及调控基因的功能分析基本框架3.1.1 总体流程3.1.2 基因组水平的GAGA Element Motif 扫描3.1.3 GAGA Element 的特征分析3.1.4 根据GAGA Element 的特征进行GAGA Element 预测3.1.5 根据GO 注释信息进行GAGA Element 调控基因的功能注释3.2 基因组水平的 GAGA Element Motif 的扫描3.2.1 使用Bioperl 进行基因组水平的GAGA Element Motif 扫描3.2.2 GAGA Element Motif 之间的距离分析3.3 GAGA Element 的预测3.3.1 GAGA Element 特征正则表达式的构建3.3.2 GAGA Element 预测3.4 GAGA Element 调控基因的 GO 功能注释3.4.1 GO Database Java DBI 的实现3.4.2 GAGA Element 调控基因的功能注释第四章 GAGA Element 及调控基因功能数据分析4.1 GAGA Element 数据分析4.1.1 GAGA Element Motif 分析4.1.2 GAGA Element 分析4.2 GAGA Element 调控基因的功能分析4.2.1 GAGA Element 调控基因的GO 功能注释4.2.2 GAGA Elemenet 调控基因的GO 广义注释4.2.3 超几何分布富集GO 节点功能类4.2.4 水稻与果蝇GAGA Element 调控基因横向比较4.3 GAGA Element 在染色体上的分布4.3.1 GAGA Element 及其类似序列在染色体上的分布4.3.2 GAGA Element 及其类似序列在染色体区段上的分布4.4 研究中的一些问题4.4.1 富集节点中果蝇与水稻基因功能注释的不同趋势4.4.2 GAGA Element 可能参与光诱导表达基因的调控4.5 今后的研究工作4.5.1 对已经预测的GAGA Element 进行实验验证4.5.2 对预测的GAGA Element 进行染色体定位4.6 小结致谢参考文献硕士攻读期间取得的研究成果附录1 水稻 GAGA Element 调控基因的 GO Biological Process 富集附录2 水稻 GAGA Element 调控基因的 GO Molecular Funcation 富集附录3 代码下载
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标签：染色质重构论文; 生物信息学论文;
