本文關(guān)鍵詞：空間輻射與微重力的協(xié)同生物學(xué)效應(yīng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：空間輻射和微重力作為空間特有的環(huán)境誘發(fā)人體損傷機(jī)制一直是該領(lǐng)域的前沿問題。關(guān)于兩個空間環(huán)境是否有協(xié)同效應(yīng)一直沒有定論。為從生物個體層面上解析空間輻射和微重力間的協(xié)同生物學(xué)效應(yīng)關(guān)系及其參與的功能基因和miRNA,本研究利用“神舟八號”飛船中設(shè)定的固定培養(yǎng)裝置(含微重力和空間輻射的綜合環(huán)境)、1g離心培養(yǎng)裝置(抵抗微重力的空間輻射環(huán)境)及地面對照裝置,對野生型、dys-1突變株(微重力感受缺陷型)和ced-1突變株(輻射損傷修復(fù)缺陷型)dauer期線蟲進(jìn)行了16.5天空間飛行和地面對照樣品的處理,飛行后對每個處理組收集約2000只線蟲進(jìn)行mRNA和miRNA表達(dá)芯片處理,并對功能基因組特征、生物學(xué)過程和信號通路進(jìn)行了分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)空間綜合環(huán)境比空間輻射環(huán)境,誘導(dǎo)了近兩倍多的功能基因組表達(dá)變化,主要涉及蛋白質(zhì)磷酸化/去磷酸化、組氨酸代謝及DNA修復(fù)和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的基因變化；空間輻射環(huán)境誘導(dǎo)了物質(zhì)代謝和生長發(fā)育過程相關(guān)功能基因表達(dá)變化。這些變化在重力感知缺dys-1突變體中明顯減弱,但增加了參與脂類、氨基酸及糖類代謝過程的基因變化。說明在16.5天空間飛行中,微重力是一個主要空間逆境誘因,其誘導(dǎo)的生物學(xué)效應(yīng)需要生物個體的重力感受機(jī)制參與。通過比對野生型線蟲,發(fā)現(xiàn)輻射敏感性相關(guān)的ced-1突變體對兩種空間環(huán)境的處理都影響了蛋白質(zhì)磷酸化/去磷酸化過程相關(guān)功能基因的變化,而空間綜合環(huán)境還誘導(dǎo)了胞外基質(zhì)構(gòu)建過程和DNA修復(fù)通路變化,空間輻射環(huán)境誘導(dǎo)了AKT相關(guān)信號通路變化,提示ced-1基因突變增強(qiáng)了線蟲對輻射損傷響應(yīng)的敏感性。解析DNA損傷響應(yīng)(DDR)過程轉(zhuǎn)錄組發(fā)現(xiàn),微重力可能通過對DNA損傷信號感受/執(zhí)行和傳導(dǎo)功能基因的刺激,啟動了DDR過程中更多的損傷和修復(fù)相關(guān)基因的變化。ced-1基因的突變使得線蟲在空間綜合環(huán)境中啟動了更多的DDR該過程中DNA修復(fù)和細(xì)胞凋亡執(zhí)行基因的變化,而且miR-124,-80家族等miRNA也可能參與了調(diào)控。本研究從個體水平上解析了內(nèi)因和外因相互作用對空間環(huán)境調(diào)控的分子機(jī)制,為空間環(huán)境對人類的健康風(fēng)險(xiǎn)評估和空間環(huán)境防護(hù)提供理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：微重力 空間輻射 協(xié)同生物效應(yīng) 轉(zhuǎn)錄調(diào)控 DNA損傷響應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V524;R14
【目錄】：

• 創(chuàng)新點(diǎn)摘要5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 第1章 緒論12-41
• 1.1 空間環(huán)境特點(diǎn)12-14
• 1.1.1 空間輻射環(huán)境12-13
• 1.1.2 空間微重力環(huán)境13-14
• 1.2 輻射與微重力生物學(xué)效應(yīng)14-16
• 1.2.1 輻射生物學(xué)效應(yīng)14-15
• 1.2.2 微重力生物學(xué)效應(yīng)15-16
• 1.3 空間輻射與微重力協(xié)同生物學(xué)效應(yīng)研究進(jìn)展16-22
• 1.3.1 協(xié)同生物學(xué)效應(yīng)研究方法16-17
• 1.3.2 協(xié)同生物學(xué)效應(yīng)研究進(jìn)展17-22
• 1.4 秀麗隱桿線蟲的生物學(xué)效應(yīng)研究進(jìn)展及生物學(xué)特點(diǎn)22-31
• 1.4.1 線蟲的空間生物學(xué)研究進(jìn)展22-24
• 1.4.2 線蟲的生物學(xué)背景及特點(diǎn)24-25
• 1.4.3 Dauer期線蟲的特點(diǎn)25-28
• 1.4.4 線蟲DNA損傷響應(yīng)機(jī)制28-31
• 1.5 關(guān)于分析空間輻射與微重力協(xié)同效應(yīng)的樣品設(shè)計(jì)31-34
• 1.5.1 抗肌萎縮蛋白相關(guān)蛋白突變株線蟲31-33
• 1.5.2 細(xì)胞凋亡吞噬受體突變株線蟲33-34
• 1.6 microRNA在空間生物學(xué)效應(yīng)中的應(yīng)用34-36
• 1.7 課題意義及研究內(nèi)容36-41
• 1.7.1 課題意義36-37
• 1.7.2 研究內(nèi)容37-39
• 1.7.3 技術(shù)流程39-41
• 第2章 材料與方法41-55
• 2.1 空間飛行前預(yù)處理41-43
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備41-42
• 2.1.2 E.coil OP50的培養(yǎng)與擴(kuò)繁42
• 2.1.3 線蟲的培養(yǎng)與擴(kuò)繁42-43
• 2.1.4 線蟲同步化處理43
• 2.1.5 Dauer期線蟲獲得43
• 2.2 空間飛行實(shí)驗(yàn)43-47
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備43-45
• 2.2.2 組別設(shè)計(jì)45-46
• 2.2.3 空間實(shí)驗(yàn)流程46-47
• 2.3 芯片檢測47-48
• 2.4 qRT-PCR實(shí)驗(yàn)48-53
• 2.4.1 實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備48
• 2.4.2 基因表達(dá)芯片結(jié)果qRT-PCR實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證48-52
• 2.4.3 miRNA表達(dá)芯片結(jié)果qRT-PCR實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證52-53
• 2.5 數(shù)據(jù)處理53-55
• 第3章 實(shí)驗(yàn)質(zhì)量控制55-65
• 3.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境55-56
• 3.2 硬件及樣品回收狀態(tài)56-58
• 3.3 分子實(shí)驗(yàn)結(jié)果及質(zhì)控58-65
• 3.3.1 總RNA提取質(zhì)控58-59
• 3.3.2 基因和miRNA引物設(shè)計(jì)59-61
• 3.3.3 qRT-PCR質(zhì)量控制61-63
• 3.3.4 qRT-PCR結(jié)果63-65
• 第4章 空間輻射與微重力的協(xié)同效應(yīng)分析65-79
• 4.1 空間環(huán)境誘導(dǎo)的線蟲基因表達(dá)特征及功能調(diào)控65-72
• 4.1.1 空間環(huán)境誘導(dǎo)的基因表達(dá)譜分布特征65-66
• 4.1.2 空間環(huán)境誘導(dǎo)功能通路調(diào)控66-72
• 4.2 空間環(huán)境誘導(dǎo)的線蟲miRNA表達(dá)譜特征及功能調(diào)控72-77
• 4.2.1 空間環(huán)境誘導(dǎo)的miRNA表達(dá)譜分布特征及功能分析73-74
• 4.2.2 空間環(huán)境誘導(dǎo)的差異表達(dá)miRNA-靶基因聯(lián)合分析74-77
• 4.3 小結(jié)77-79
• 第5章 解析重力感知信號在空間輻射和微重力協(xié)同效應(yīng)中的作用79-92
• 5.1 dys-1突變株線蟲轉(zhuǎn)錄表達(dá)譜特征79-81
• 5.2 空間環(huán)境對dys-1突變株轉(zhuǎn)錄表達(dá)的影響81-87
• 5.2.1 空間環(huán)境誘導(dǎo)dys-1突變株基因表達(dá)分布特征82-83
• 5.2.2 空間環(huán)境誘導(dǎo)dys-1突變株中功能通路調(diào)控83-87
• 5.3 空間環(huán)境誘導(dǎo)dys-1突變株miRNA表達(dá)譜特征87-90
• 5.3.1 空間環(huán)境誘導(dǎo)的miRNA表達(dá)譜分布特征及功能分析87-89
• 5.3.2 空間環(huán)境誘導(dǎo)的差異表達(dá)miRNA-靶基因聯(lián)合分析89-90
• 5.4 小結(jié)90-92
• 第6章 解析細(xì)胞凋亡突變線蟲的空間輻射與微重力協(xié)同生物學(xué)效應(yīng)特征92-117
• 6.1 ced-1缺陷型線蟲轉(zhuǎn)錄表達(dá)譜特征92-98
• 6.1.1 ced-1突變株全基因表達(dá)譜特征92-96
• 6.1.2 ced-1突變株中細(xì)胞凋亡信號通路表達(dá)變化96-98
• 6.2 空間環(huán)境對ced-1突變株轉(zhuǎn)錄表達(dá)譜的影響98-106
• 6.2.1 空間環(huán)境誘導(dǎo)ced-1突變株基因表達(dá)分布特征99-100
• 6.2.2 空間環(huán)境誘導(dǎo)ced-1突變株中功能通路調(diào)控100-106
• 6.3 空間環(huán)境誘導(dǎo)ced-1突變株miRNA表達(dá)譜特征106-115
• 6.3.1 空間環(huán)境誘導(dǎo)的miRNA表達(dá)譜分布特征及功能分析106-109
• 6.3.2 空間環(huán)境誘導(dǎo)的差異表達(dá)miRNA-靶基因聯(lián)合分析109-115
• 6.4 小結(jié)115-117
• 第7章 空間輻射與微重力誘導(dǎo)線蟲DDR過程的轉(zhuǎn)錄調(diào)控特征117-148
• 7.1 空間環(huán)境誘導(dǎo)野生型線蟲DDR轉(zhuǎn)錄調(diào)控特征117-123
• 7.1.1 空間環(huán)境在基因表達(dá)水平上對DDR過程的調(diào)控117-121
• 7.1.2 空間環(huán)境在miRNA水平上對DDR過程的調(diào)控121-123
• 7.2 重力感知因子DYS-1對空間逆境誘導(dǎo)DDR過程的轉(zhuǎn)錄調(diào)控123-132
• 7.2.1 空間環(huán)境誘導(dǎo)的dys-1突變株DDR過程轉(zhuǎn)錄調(diào)控特征123-126
• 7.2.2 dys-1基因在不同條件下調(diào)控的DDR相關(guān)基因126-132
• 7.3 細(xì)胞凋亡基因ced-1對空間逆境誘導(dǎo)的DDR信號網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控132-146
• 7.3.1 空間環(huán)境誘導(dǎo)的ced-1突變株DDR通路轉(zhuǎn)錄變化特征132-141
• 7.3.2 ced-1基因在不同空間條件下調(diào)控的DDR相關(guān)基因141-146
• 7.4 小結(jié)146-148
• 結(jié)論148-151
• 參考文獻(xiàn)151-173
• 附表一 參與DNA修復(fù)通路基因173-174
• 附表二 線蟲miRNA同源性及功能分析174-176
• 附表三 差異表達(dá)信號通路在KEGG通路中的分類176-177
• 附表四 參與G蛋白偶聯(lián)受體信號通路的差異表達(dá)基因177-178
• 附表五 ced-1突變株差異表達(dá)miRNA-靶基因關(guān)聯(lián)分析178-180
• 附表六 不同空間環(huán)境下akt-1,-2基因表達(dá)量180-181
• 附表七 不同空間環(huán)境下ced-1突變株中差異表達(dá)的miRNA181-183
• 附錄八 英文縮略詞183-185
• 攻讀學(xué)位期間公開發(fā)表論文185-186
• 致謝186-187
• 作者簡介187

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 郝春光;王昭君;楊金偉;馮忠堂;王廷華;;SAMP8小鼠在不同發(fā)育階段海馬和額葉中與人類同源衰老相關(guān)基因的表達(dá)及變化[J];中國科技論文在線;2007年11期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 李勇;趙如冰;陳星;;同型半胱氨酸誘發(fā)體外培養(yǎng)大鼠胚胎基因表達(dá)變化的基因芯片研究[A];中國毒理學(xué)會第三屆全國學(xué)術(shù)會議論文（摘要）集[C];2001年

2 張家平;黃躍生;楊宗城;;燒傷早期心肌組織幾種炎癥相關(guān)基因表達(dá)變化的實(shí)驗(yàn)研究[A];全國燒傷創(chuàng)面處理、感染專題研討會論文匯編[C];2004年

3 伍亞民;劉媛;王正國;;Hes基因在神經(jīng)干細(xì)胞發(fā)育中的作用[A];“基因、進(jìn)化與生理功能多樣性”海內(nèi)外學(xué)術(shù)研討會暨中國生理學(xué)會第七屆比較生理學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要[C];2009年

4 馬慧敏;呂曉迎;陸慧琴;;基于GenMAPP的Ni~(2+)表達(dá)譜芯片實(shí)驗(yàn)差異表達(dá)基因的功能路徑分析[A];中國生物醫(yī)學(xué)工程進(jìn)展——2007中國生物醫(yī)學(xué)工程聯(lián)合學(xué)術(shù)年會論文集（下冊）[C];2007年

5 張繼紅;梁力建;黃潔夫;;Fas基因表達(dá)變化在Genistein抑制肝癌增長中的作用[A];第十二屆全國肝癌學(xué)術(shù)會議論文匯編[C];2009年

6 李玲;鄔利婭-伊明;趙蕾;于永生;李冬潔;蘇定馮;;RAS各組份的基因在SHR心、腎、主動脈中的表達(dá)及其意義[A];第九屆全國心血管藥理學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

7 朱瑩瑩;倪道鳳;許彩民;;AD模型大鼠嗅球組織基因表達(dá)變化的篩選及目的基因的驗(yàn)證[A];中華醫(yī)學(xué)會第十次全國耳鼻咽喉-頭頸外科學(xué)術(shù)會議論文匯編（下）[C];2007年

8 黃文芳;楊永長;劉華;曾婭莉;周定安;胥國強(qiáng);劉文;;基因芯片技術(shù)篩選辛伐他汀作用K562細(xì)胞的差異表達(dá)基因[A];中華醫(yī)學(xué)會第七次全國檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會議資料匯編[C];2008年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 衣曉峰;哈醫(yī)大一院系列研究阿爾茨海默病關(guān)聯(lián)基因[N];中國醫(yī)藥報(bào);2007年

2 楊駿;肥胖可能與炎癥基因有關(guān)[N];醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)報(bào);2004年

3 通訊員 蔡心軼 記者 程守勤;哪些人體基因易受PM2.5影響[N];健康報(bào);2014年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳紅艷;刺槐中參與共生固氮的結(jié)瘤相關(guān)基因的分離鑒定和功能分析[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

2 董燕妮;擬南芥和油菜磷脂酶基因pPLAIIIδ的功能分析[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

3 任艷萍;轉(zhuǎn)PRL基因小鼠模型的構(gòu)建與Stat5a的乳腺發(fā)育調(diào)控機(jī)理研究[D];廣西大學(xué);2014年

4 施堯;枯草桿菌蛋白酶基因6在須癬毛癬菌致病性中的功能研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

5 谷溪;miR-124a促進(jìn)神經(jīng)突起生長靶基因及其作用機(jī)制的研究[D];南方醫(yī)科大學(xué);2013年

6 張亮;擬南芥Athspr新基因的抗鹽性及表達(dá)調(diào)控研究[D];蘭州大學(xué);2014年

7 王海飛;豬外周血單核細(xì)胞抗病毒反應(yīng)的轉(zhuǎn)錄組及全基因組DNA甲基化調(diào)控研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

8 高英;空間輻射與微重力的協(xié)同生物學(xué)效應(yīng)研究[D];大連海事大學(xué);2015年

9 齊幫若;小鼠乳腺組織鐘基因的篩選與鑒定[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

10 朱國志;大鼠血糖調(diào)節(jié)相關(guān)基因的克隆和功能研究[D];中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué);2000年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李紫薇;蒺藜苜蓿E2F/DP基因鑒定及鹽脅迫表達(dá)分析[D];東北林業(yè)大學(xué);2015年

2 栗振義;紫花苜蓿熱激蛋白基因MsHSP70的克隆及功能分析[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2015年

3 陳凱麗;綿羊SPLUNC1基因的克隆、表達(dá)及活性檢測[D];石河子大學(xué);2015年

4 翟曼君;雞與鵪鶉屬間雜交種胚胎早期死亡相關(guān)基因的功能研究[D];石河子大學(xué);2015年

5 宋穎;黃鱔性別相關(guān)基因在不同組織甲基化的分析[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

6 李欣鈺;鵝FSH基因的克隆及表達(dá)初步分析[D];江西農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

7 李孝鑫;輻射敏感基因作為潛在生物劑量計(jì)的實(shí)驗(yàn)研究[D];安徽醫(yī)科大學(xué);2016年

8 王雨田;Prdm14基因在豬早期胚胎中的表達(dá)及作用研究[D];吉林大學(xué);2016年

9 王蕓;復(fù)雜生物性狀局部基因網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法的研究[D];天津科技大學(xué);2009年

10 羅靜;橘核檸檬苦素類化合物生物合成功能基因的克隆、表達(dá)及成分積累研究[D];成都中醫(yī)藥大學(xué);2015年

  本文關(guān)鍵詞：空間輻射與微重力的協(xié)同生物學(xué)效應(yīng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：264561