本文以凡納濱對(duì)蝦(Litopenaeus vannamei)為研究對(duì)象,對(duì)與其生長(zhǎng)代謝密切相關(guān)的TOR(Target of Rapamycin)信號(hào)通路在基因水平以及蛋白水平上進(jìn)行了初步的研究,以期能夠在未來(lái)對(duì)蝦的生產(chǎn)實(shí)踐中提供理論依據(jù)。為探究TOR信號(hào)通路調(diào)節(jié)的細(xì)胞過(guò)程,將雷帕霉素(TOR信號(hào)通路抑制劑)直接注射到凡納濱對(duì)蝦的肌肉組織,利用轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)分析了對(duì)蝦肌肉組織基因表達(dá)水平的變化,發(fā)現(xiàn)許多差異表達(dá)基因都與細(xì)胞自噬過(guò)程相關(guān),推測(cè)TOR信號(hào)通路抑制參與調(diào)控凡納濱對(duì)蝦的細(xì)胞自噬過(guò)程。這些基因包括自噬相關(guān)基因、凋亡相關(guān)基因、Ca2+調(diào)節(jié)相關(guān)基因、熱休克蛋白(hsps)基因、p53基因以及許多溶酶體功能基因。利用Western Blot技術(shù)發(fā)現(xiàn)在凡納濱對(duì)蝦中,雷帕霉素能夠有效抑制TOR信號(hào)通路,促進(jìn)細(xì)胞自噬。此外,在TOR信號(hào)通路受到抑制從而引發(fā)自噬的過(guò)程中,與自噬起始密切相關(guān)的ATG1和ATG13蛋白的磷酸化水平都顯著下降。利用RACE技術(shù)首次在凡納濱對(duì)蝦中克隆得到了rheb基因,全長(zhǎng)898 bp,開(kāi)放閱讀框549 bp,共編碼182個(gè)氨基酸。利用qRT-PCR技術(shù)進(jìn)行該基因的組織特異性表達(dá)分析,發(fā)現(xiàn)該基因在所有組織中都表達(dá),在腸道中的表達(dá)量最低。分析饑餓、氨基酸注射以及雷帕霉素注射等不同處理?xiàng)l件下基因表達(dá)的差異,發(fā)現(xiàn)饑餓與雷帕霉素都可以促進(jìn)rheb的表達(dá),而亮氨酸或精氨酸的注射可以使饑餓引起的rheb表達(dá)量變化恢復(fù)到正常水平,但是對(duì)雷帕霉素引起的rheb表達(dá)量變化卻沒(méi)有影響。分析了TOR信號(hào)通路中另一個(gè)重要基因raptor在饑餓、氨基酸注射以及雷帕霉素注射等不同的處理方式下的表達(dá)變化,發(fā)現(xiàn)饑餓與雷帕霉素都可以促進(jìn)raptor的表達(dá),而氨基酸的注射可以緩解饑餓和雷帕霉素注射對(duì)raptor表達(dá)量的影響。通過(guò)對(duì)raptor基因的RNA干擾,發(fā)現(xiàn)S6K與4EBP蛋白的磷酸化與Raptor蛋白密切相關(guān),并且4EBP的磷酸化過(guò)程要比S6K更加依賴Raptor蛋白。鑒于目前針對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與代謝分子調(diào)控機(jī)制的研究報(bào)道較少,尤其在甲殼動(dòng)物中的研究更為罕見(jiàn)。上述結(jié)果一方面加深了我們對(duì)甲殼動(dòng)物TOR信號(hào)通路的認(rèn)知,有助于了解對(duì)蝦等經(jīng)濟(jì)動(dòng)物生長(zhǎng)與代謝的分子機(jī)理以及揭示TOR信號(hào)通路在生命進(jìn)化過(guò)程中的衍化痕跡。另外,從分子水平上探索對(duì)蝦生長(zhǎng)代謝調(diào)控的機(jī)理,為苗種的選育、飼料營(yíng)養(yǎng)成分添加配比以及優(yōu)化養(yǎng)殖管理模式提供了理論依據(jù)。
【學(xué)位單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院海洋研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S917.4
【部分圖文】：

期的研究中人們發(fā)現(xiàn) TOR 蛋白并不是單獨(dú)存在，而是形成兩種不同的蛋白體來(lái)行使其功能（Cafferkey et al.，1993；Kunzet al.，1993）。這兩種蛋白復(fù)分別是 TORC1 和 TORC2，它們都有 TOR、mLST8（Jacinto et al.，2004； et al.，2003）、Deptor（Li et al.，2014）和 Tti1/Tel2（Kaizuka et al.，2010），其中 TORC1 還含有 Raptor（Kenta et al.，2002）和 PPRAS40（Sancak et al.7）蛋白，而 Rictor（Sarbassov et al.，2004）、mSIN1（Jacinto et al.，2006）rotor1/2（Thedieck et al.，2007）蛋白為 TORC2 蛋白復(fù)合體特有。在機(jī)體細(xì)胞中，TOR 信號(hào)通路能夠接收營(yíng)養(yǎng)素、生長(zhǎng)因子、氧濃度、環(huán)境等多種外部信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)自身的多種細(xì)胞過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生命過(guò)程的精確調(diào)盡管對(duì) TOR 信號(hào)通路的研究已經(jīng)近 30 年，對(duì)其研究也取得了很多的成果 TOR 信號(hào)通路的具體作用機(jī)制仍然有待發(fā)掘。至今，研究較深入的可被 TO通路調(diào)節(jié)的細(xì)胞過(guò)程包括生物大分子合成、自噬、細(xì)胞周期、細(xì)胞生長(zhǎng)代謝骨架以及細(xì)胞的壽命。

20圖 2.1 凡納濱對(duì)蝦應(yīng)答雷帕霉素注射的差異表達(dá)基因 GO 分類Fig 2.1 GO categories analysis of the differently-expressed genes of Litopenaeus vannameiresponding to rapamycin injection

c39702.graph_c0 slc17a5partial [Stegodyphus mimosarum]upc43518.graph_c0 galnshypothetical proteinCAPTEDRAFT_152949 [Capitella teleta]upc36969.graph_c0 asah1hypothetical proteinDAPPUDRAFT_306210 [Daphnia pulex]upc39730.graph_c0 cd63tetraspanins-like protein [Penaeusmonodon]up2.3.7 轉(zhuǎn)錄組分析結(jié)果的驗(yàn)證為確定轉(zhuǎn)錄組分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，每組隨機(jī)挑選 10 個(gè)差異基因進(jìn)行qRT-PCR 驗(yàn)證。qRT-PCR 驗(yàn)證結(jié)果與轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)果一致（圖 2.2）。以上結(jié)果證實(shí)了高通量轉(zhuǎn)錄組測(cè)序數(shù)據(jù)和生物信息學(xué)分析的準(zhǔn)確性以及篩選差異表達(dá)基因的可靠性。
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 辛芳;王雷;劉梅;王寶杰;蔣克勇;孫國(guó)瓊;;凡納濱對(duì)蝦TOR蛋白下游信號(hào)傳導(dǎo)因子eIF4E2和eIF4E1A基因克隆與功能分析[J];海洋科學(xué);2016年12期

2 李昂;蔣曉山;;G蛋白偶聯(lián)受體激酶與細(xì)胞信號(hào)調(diào)控[J];華夏醫(yī)學(xué);2016年02期

3 許丹丹;何艮;周慧慧;宋飛;;玉米蛋白粉部分替代魚(yú)粉對(duì)大菱鲆幼魚(yú)的生長(zhǎng)性能和游離氨基酸代謝的影響[J];中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2016年02期

4 李光照;梁旭方;陳亮;王琳;;鱖魚(yú)肥胖基因的克隆與組織表達(dá)[J];暨南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與醫(yī)學(xué)版);2010年03期

5 楊奇慧,周歧存;凡納濱對(duì)蝦營(yíng)養(yǎng)需要研究進(jìn)展[J];飼料研究;2005年06期

6 張銳,歐陽(yáng)紅生,張光圣,吳東林;分子生物學(xué)技術(shù)在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)中的應(yīng)用與發(fā)展前景[J];生物技術(shù)通訊;2002年01期

7 王廣軍,謝駿,潘得播;南美白對(duì)蝦的生物學(xué)特性及繁養(yǎng)殖技術(shù)[J];江西水產(chǎn)科技;2000年02期

本文編號(hào)：2872456