海鞘MicroRNA基因的识别及其靶标预测

论文摘要

MicroRNAs (miRNAs)是一类长度约20~22nt的非编码单链小RNA,通过序列互补配对的方式与靶基因的3′UTR区序列结合进而调控其基因的表达。miRNA作为一类新的调控因子,在动物和植物的生命活动中发挥了重要的作用,包括组织分化、细胞增殖、发育进程、器官形成、信号转导以及疾病等方面都有重要的调控作用。虽然近年来对动物的miRNA报道层出不穷,但对玻璃海鞘miRNA的研究还是有限的。研究表明,miRNA的数量大约在其总基因数量的0.5%—1.5%,但是在miRBase上发表的玻璃海鞘miRNA只有34个,所以对miRNA的挖掘工作是十分重要的。由于传统的实验方法受到miRNA基因表达特异性的限制,最近几年许多miRNA的发现更多是利用生物信息学的预测方法,大大提高了人们发现miRNA及其靶基因的效率。本文首先采用同源片段搜索的方法,以线虫、果蝇、文昌鱼和人类的miRNA为探针,与海鞘的基因组序列进行比对,同时结合miRNA二级结构特征及SVM假阳性分析来挖掘新的miRNA基因。其次通过对靶基因的预测以及基因功能的比较,研究miRNA的调控功能,最后对miRNA家族进行了进化分析。研究结果如下:1.基于同源片段搜索的方法,除去已公布的miRNA,在玻璃海鞘中共预测出10个新的miRNA基因。2.对新的miRNA基因进行比较分析,证明他们大部分位于基因间区,同源miRNA在进化中高度保守。3.透过miRNA二级结构图的直观证明,miRNA成熟体在发夹结构中的位置存在多样性变化。4.将新miRNA基因与EST进行了对比,进一步证实实验的可靠性。5.利用miRanda方法预测出新miRNA的靶基因,结果显示miRNA所作用的靶基因数目各不相同,差异很大。6.将预测出来的miRNA靶基因按照GO功能分为三大类,进一步研究这些miRNA靶基因在生物学过程、细胞组成、分子功能等方面受到miRNA的调控作用。7.对新miRNA家族和已知miRNA家族在进化方面进行了比较分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 MicroRNA 的研究背景
• 1.1 microRNA 的生物学特征
• 1.2 microRNA 的形成过程及作用机制
• 1.3 microRNA 的功能
• 1.3.1 miRNA 对生长发育的影响
• 1.3.2 miRNA 对疾病发生的影响
• 1.3.3 miRNA 对细胞增殖和凋亡的影响
• 1.4 miRNA 与siRNA 的相互联系
• 1.5 miRNA 的进化研究
• 1.6 miRNA 的生物信息学方法
• 1.6.1 miRNA 的数据资源
• 1.6.2 miRNA 的预测方法
• 1.6.3 miRNA 靶基因的预测方法
• 1.7 海鞘生物学特性
• 1.8 研究意义
• 2 海鞘新MicroRNA 的生物信息学预测
• 2.1 引言
• 2.2 材料和方法
• 2.2.1 数据的采集
• 2.2.2 研究方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 海鞘新miRNA 序列分析
• 2.3.2 miRNA 成熟体clustalX 比较分析
• 2.3.3 miRNA 二级结构比较分析
• 2.3.4 miRNA 与EST 对比分析
• 3 MicroRNA 靶基因预测
• 3.1 引言
• 3.2 材料和方法
• 3.2.1 数据的获得
• 3.2.2 研究方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 海鞘miRNA 靶基因预测
• 3.3.2 靶基因结合位点分析
• 4 MicroRNA 靶基因功能分析
• 4.1 引言
• 4.2 材料和方法
• 4.2.1 数据的获得
• 4.2.2 研究方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 miRNA 靶基因功能分类
• 4.3.2 miRNA 靶基因具体功能分析
• 4.3.3 miRNA 家族进化
• 5 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢