生物是在自然選擇下不斷進化的。在越高等的生物體內(nèi),基因的表達調(diào)控機制越復雜、越精確。Hox基因?qū)儆谕串愋秃屑易?在脊椎動物和非脊椎動物中都高度保守,專門調(diào)控生物形體發(fā)育相關(guān)基因。Hox基因表達調(diào)控具有時空共線性原則,在不同的組織、不同的發(fā)育分化階段,不同的Hox基因或Hox基因之間具有多樣的表達調(diào)節(jié)模式,其表達調(diào)控十分復雜。在人與小鼠的研究中發(fā)現(xiàn),存在于Hox基因簇上的非編碼RNA對Hox的表達調(diào)控具有重要作用。非編碼RNA是指不能夠編碼蛋白質(zhì)的RNA轉(zhuǎn)錄本。在Hox基因的表達調(diào)控過程中,非編碼RNA可以通過順式作用和反式作用參與調(diào)控,使Hox基因調(diào)控更精確。隨著高通量測序技術(shù)的發(fā)展,人們發(fā)現(xiàn),在真核細胞體內(nèi)存在著另一種特殊的非編碼RNA——circRNAs（circular RNAs,環(huán)狀RNA）。circRNA廣泛存在于真核生物體內(nèi),不易被核酸外切酶RNase R降解,具有重要的生物學功能。家蠶全組織、全時期的全長轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)表明,在家蠶體內(nèi)也存在著許多circRNA。這些circRNA的產(chǎn)生方式、功能和作用機制等都尚未被研究報道。為了闡釋家蠶Hox基因是否也受circRNA調(diào)控,... 

【文章來源】：西南大學重慶市 211工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

人Hox基因簇內(nèi)ncRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)[26]

第1章文獻綜述3控相關(guān)Hox基因的表達[42-44]（圖1.1）。在果蠅中也發(fā)現(xiàn)了很多ncRNA可以調(diào)控Hox基因表達（圖1.2）。果蠅中mir-iab-4可以抑制前面的Ubx表達，當mir-iab-4異位表達時可以減弱Ubx蛋白的積累并誘導同源異型突變表型即平衡棒轉(zhuǎn)變?yōu)槌岚騕45]；mir-iab-4還可以強烈的抑制exd，其缺失突變可以使果蠅不產(chǎn)卵且完全不育[46]。同mir-iab-4一樣，mir-iab-8也可以減弱Ubx和abd-A蛋白的積累并誘導同源異型突變表型[47]；更重要的是，mir-iab-8還可能跨長基因組距離調(diào)控遠5’端的Antp的表達[48]。除抑制Hox基因表達外，mir-iab-4還可能促進前面的Abd-A表達，而mir-iab-8可能促進后面的Abd-B表達。更為有趣的是，mir-iab-4和mir-iab-8是由彼此的反義序列產(chǎn)生，彼此的轉(zhuǎn)錄會互相影響，且兩者調(diào)控的基因存在差異。以上結(jié)果說明Hox基因簇中ncRNA對Hox的調(diào)控不僅不受種類和數(shù)量的限制，而且還不受空間距離的限制。在家蠶的Hox基因簇中也存在大量的非編碼RNA[16]，這些非編碼RNA使得Hox基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)變得更加復雜。圖1.1人Hox基因簇內(nèi)ncRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)[26]（lncRNA用紅色的橢圓形標記，microRNA用紫色的雙三角形標記。黃色箭頭表示lncRNA順式調(diào)控的靶基因，綠色箭頭表示lncRNA反式調(diào)控的靶基因，紫色箭頭表示microRNA調(diào)控的靶基因。）Fig1.1ncRNAregulatorynetworkinthehumanHoxgenecluster(ThecurvedyellowarrowsindicatethetargetgenesregulatedincisbylncRNAs,ingreenthoseregulatedintrans,whilethecurvedpurplearrowsindicatethetargetgenesregulatedbymiRNAs.)圖1.2果蠅Hox基因簇內(nèi)ncRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)[45-48]Fig1.2ThencRNAregulatorynetworkintheHoxgeneclusterofDrosophila

第1章文獻綜述5miRNA應(yīng)答元件（miRNAresponseelement，MRE）的circRNA可以與miRNA結(jié)合，從而解除miRNA對其靶基因的抑制作用，使基因的表達水平上調(diào)；2.與RNA結(jié)合蛋白（RNAbindingproteins,RBPs）相互作用，其序列特征和特異的三維結(jié)構(gòu)可以充當?shù)鞍踪|(zhì)分子海綿(proteinsponges)，蛋白誘捕陷阱(decoys)，蛋白質(zhì)支架(scaffolds)，蛋白質(zhì)招募（recruiters）等[71,72]；3.翻譯為多肽發(fā)揮作用，少部分circRNA具有可翻譯的ORF框（OpenReadingFrame,ORF），可以通過IRES（內(nèi)部核糖體進入位點）或m6A（N6-甲基腺苷）殘基的存在啟動翻譯，具體啟動機制未知[73]；4.在體內(nèi)反轉(zhuǎn)錄后再融合進基因組，形成假基因；5.調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄，定位于細胞核內(nèi)的circRNA可順式調(diào)控親本基因的轉(zhuǎn)錄表達。circRNA可以與小核糖體U1snRNP結(jié)合形成復合物，再與RNA聚合酶Ⅱ結(jié)合促進親本基因轉(zhuǎn)錄；circRNA在形成過程中可以通過內(nèi)含子競爭性互補配對來影響親本基因表達，甚至影響蛋白翻譯過程[74-76]。圖1.3circRNA的發(fā)生與功能[73]Fig1.3TheoccurrenceandfunctionofcircRNA


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