發(fā)布時(shí)間：2018-06-25 06:49

  本文選題：prg-1基因 + piRNA��； 參考：《河北大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：piRNA是近幾年新被發(fā)現(xiàn)的一類小RNA,piRNA一經(jīng)被發(fā)現(xiàn)就吸引了眾多科技工作者,因?yàn)閜iRNA種類眾多,且主要分布在動(dòng)物生殖相關(guān)的細(xì)胞內(nèi)。對(duì)piRNA的一些功能研究的成果陸續(xù)的在Cell、Science、Nature等學(xué)術(shù)刊物中發(fā)表,從此激發(fā)了piRNA的研究熱情。在線蟲中,prg-1基因是piRNA產(chǎn)生和累積的關(guān)鍵基因,但線蟲piRNA的產(chǎn)生機(jī)制和piRNA的調(diào)控靶基因的機(jī)制依然困擾著科技工作者。從2012年開始,線蟲piRNA的功能研究有了突破性進(jìn)展,認(rèn)為線蟲piRNA利用少于3bp的錯(cuò)配方式識(shí)別靶序列,但piRNA本身并不直接參與對(duì)靶序列的降解,而是通過激活RDRP蛋白,在piRNA靶序列周圍,以靶序列作為模板轉(zhuǎn)錄生成小RNA,這些小RNA參與了對(duì)piRNA靶序列的降解,但具體的調(diào)控細(xì)節(jié)還有待于進(jìn)一步補(bǔ)充。除此之外線蟲PRG-1蛋白還調(diào)控線蟲的生殖發(fā)育、轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)座抑制,因此認(rèn)為prg-1基因作為調(diào)控基因,其調(diào)控的模式具有多樣性。本研究以秀麗隱桿線蟲(Caenorhabditis elegans)為研究材料,提取線蟲在L4時(shí)期表達(dá)的所有小RNA、mRNA和mRNA的降解片段,借助新一代的測序技術(shù),對(duì)提取的各類RNA進(jìn)行測序。分析prg-1基因突變前后的小RNA的表達(dá)情況、轉(zhuǎn)錄組的變化以及mRNA的降解狀況變化。研究結(jié)果包括4個(gè)主要方面。1.新鑒定了967種未被報(bào)道的piRNA。這些新發(fā)現(xiàn)的piRNA具有一般線蟲piRNA的特征,如序列長度21nt,以U作為序列的首位堿基,當(dāng)prg-1基因發(fā)生突變時(shí),新piRNA與已知的piRNA的表達(dá)消失。免疫共沉淀數(shù)據(jù)顯示新piRNA也與PRG-1蛋白結(jié)合在一起形成復(fù)合物。2.提出piRNA和miRNA相關(guān)的未知小RNA的來源假說。piRNA與piRNA-like在基因組位置、表達(dá)模式上完全一致,同樣miRNA與miRNA-like在基因組位置和表達(dá)模式上也是一致的。因此假說認(rèn)為piRNA-like與miRNA-like分別是piRNA與miRNA前體的加工產(chǎn)物,即mi RNA前體和piRNA前體加工途徑有多種形式。3.找到1031種差異表達(dá)基因。prg-1基因突變后,509種基因表達(dá)上升,522種基因表達(dá)下降。GO分析認(rèn)為基因的功能富集在氧化還原酶活性上,是細(xì)胞外成分,參與線蟲的發(fā)育過程。KEGG分析認(rèn)為差異基因富集在脂肪酸代謝通路、P450介導(dǎo)的外源物質(zhì)的代謝通路、視黃醇代謝通路等。GO和KEGG的功能分析有助于針對(duì)感興趣的基因做更深入的分析。4.對(duì)mRNA剪切提出新的假說。對(duì)mRNA剪切片段序列與小RNA序列比較,發(fā)現(xiàn)小RNA主要位于剪切片段下游10nt處和20nt處這兩個(gè)位置上。prg-1基因突變后,sRNA的位置從10nt轉(zhuǎn)移到20nt處。根據(jù)prg-1激活RDRP蛋白合成小RNA的研究成果,認(rèn)為prg-1基因是通過調(diào)控RDRP轉(zhuǎn)錄小RNA合成的位置變化來實(shí)現(xiàn)對(duì)靶基因的剪切,即最終無論prg-1基因突變與否,小RNA的靶基因都會(huì)被剪切,但小RNA的靶基因最終的表達(dá)水平不受影響。綜合所有的發(fā)現(xiàn),認(rèn)為新piRNA的發(fā)現(xiàn)說明piRNA基因座位置的多樣性,piRNAlike和mi RNA-like等小RNA的發(fā)現(xiàn)說明前體RNA加工過程具有多樣性。對(duì)mRNA的表達(dá)與剪切分析發(fā)現(xiàn),piRNA對(duì)mRNA的表達(dá)水平和mRNA剪切沒有之間影響,相反,一些未知的G-RNA可能參與到mRNA的剪切,但對(duì)mRNA的最終表達(dá)水平不產(chǎn)生影響。
[Abstract]:PiRNA is a new type of small RNA that has been discovered in recent years. PiRNA has attracted many scientists and technicians as soon as it has been discovered. Because of the numerous types of piRNA, and mainly distributed in the cells of animal reproduction related cells. The results of research on some functions of piRNA have been published in academic journals such as Cell, Science, Nature and so on. From then on, the research fever of piRNA has been aroused. In the online worm, the PRG-1 gene is the key gene for the production and accumulation of piRNA, but the mechanism of the nematode piRNA and the mechanism of the target gene for the regulation of piRNA still perplex the scientists and technicians. Since 2012, the function of the nematode piRNA has been progressed. It is believed that the nematode piRNA can identify the target sequence with the mismatch way less than 3bp, but piRNA It is not directly involved in the degradation of the target sequence, but by activating the RDRP protein and using the target sequence as a template to generate small RNA around the target sequence of the piRNA target. These small RNA are involved in the degradation of the target sequence of piRNA, but the specific regulation details still need to be further supplemented. In addition to this, the outside worm PRG-1 protein also regulates the reproductive hair of nematodes. Breeding, transposon transposing inhibition, so the PRG-1 gene as a regulatory gene, the mode of its regulation is diverse. This study uses Caenorhabditis elegans as the research material to extract all the small RNA, mRNA and mRNA fragments expressed in the L4 period, and with the help of a new generation of sequencing technology to extract all kinds of RNA. Sequencing, analysis of the expression of small RNA before and after PRG-1 mutation, changes in the transcriptional group and changes in the degradation of mRNA. The results include 4 major aspects of the.1. new identification of the 967 unknown piRNA., the newly discovered piRNA has the characteristics of the general nematode piRNA, such as the sequence length 21nt, and U is the first base of the sequence. Based on the mutation of the PRG-1 gene, the expression of the new piRNA and the known piRNA disappeared. The immunoprecipitation data showed that the new piRNA was also combined with the PRG-1 protein to form the complex.2. of the unknown small RNA associated with piRNA and miRNA, and that.PiRNA and piRNA-like were in the genomic position, and the expression pattern was exactly the same. A-like is also consistent in genome location and expression pattern. Therefore, the hypothesis holds that piRNA-like and miRNA-like are processing products of piRNA and miRNA precursors, namely, MI RNA precursors and piRNA precursors have multiple forms of.3. to find 1031 differentially expressed.Prg-1 gene mutations, 509 genes are expressed and 522 genes are expressed. .GO analysis suggests that the function of the gene is enriched in the activity of oxidoreductase, which is an extracellular component..KEGG analysis of the development of the nematode is involved in the accumulation of differential genes in the fatty acid metabolism pathway, the metabolic pathway of P450 mediated exogenous substances, and the functional analysis of.GO and KEGG, such as the retinol metabolic pathway, is helpful to the genes of interest. A more in-depth analysis of the new hypothesis by.4. for mRNA shearing. Compared with the small RNA sequence of the mRNA shear fragment sequence, it was found that the small RNA was mainly located at the two locations of the downstream shear fragment 10NT and 20nt, and the location of sRNA was transferred from 10NT to 20nt. The PRG-1 gene is designed to cut the target gene by regulating the position change of the RDRP transcriptional small RNA synthesis. That is, the target genes of small RNA will be cut, but the final expression level of the small RNA target gene is not affected. All of the findings suggest that the discovery of the new piRNA indicates the location of the piRNA loci. Diversity, piRNAlike and MI RNA-like and other small RNA findings indicate the diversity of precursor RNA processing. The expression and shear analysis of mRNA found that piRNA has no effect on the expression level of mRNA and mRNA shear, on the contrary, some unknown G-RNA may participate in mRNA shear, but do not affect the final expression level of mRNA.
【學(xué)位授予單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：Q78

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本文編號(hào)：2065041