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海鞘MicroRNA基因的识别及其靶标预测

张伟  
【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。


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