【摘要】：微衛(wèi)星序列(Microsatellite)是基因組中普遍存在的一種簡(jiǎn)單重復(fù)序列(Simple Sequence Repeat,SSR),數(shù)量豐富,分布廣泛,具有高度多態(tài)性。大量研究表明,作為基因組中一個(gè)重要的組分,微衛(wèi)星在基因中非編碼區(qū),編碼區(qū)和基因間區(qū)中都有大量分布,且影響著蛋白的功能,生物遺傳以及基因調(diào)控,是基因組研究領(lǐng)域熱點(diǎn)之一。本論文內(nèi)容主要涉及以下兩個(gè)方面:1.埃博拉病毒(Ebolavirus)基因組中微衛(wèi)星分布分析(第二章)在本章中選擇了36條埃博拉病毒屬的四個(gè)不同種的埃博拉病毒全基因組序列作為實(shí)驗(yàn)材料,利用IMEX在線提取軟件提取微衛(wèi)星,用Python語言編程統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),從而分析微衛(wèi)星在埃博拉病毒全基因組序列中的分布情況。分析得出,埃博拉病毒基因組序列中二型微衛(wèi)星含量最為豐富,其次是一型微衛(wèi)星,三型微衛(wèi)星有少量,四型微衛(wèi)星則更少,沒有發(fā)現(xiàn)五型和六型微衛(wèi)星。在更深入的分析中得出在埃博拉病毒屬四個(gè)種中的含AT堿基的微衛(wèi)星含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于含CG堿基的微衛(wèi)星含量。通過對(duì)這四種埃博拉病毒種的病毒基因組序列中微衛(wèi)星的分析,有助于更好的理解埃博拉病毒基因組的進(jìn)化,為研究埃博拉病毒的變異情況及其致病機(jī)制研究提供更多參考。2.64條埃博拉病毒基因組中微衛(wèi)星分布圖譜及特征分布分析(第三章)在此工作中選擇了64條埃博拉病毒屬的五個(gè)不同種的埃博拉病毒全基因組序列作為實(shí)驗(yàn)材料,在第一個(gè)工作中對(duì)36條埃博拉病毒基因組序列中微衛(wèi)星的相關(guān)分布統(tǒng)計(jì)信息情況做了研究,但其分析是在平均和整體的水平上分析,無法得到細(xì)節(jié)信息。在此工作中,使用本研究組開發(fā)的分析工具微衛(wèi)星微分計(jì)算器(Differential Calculator of Microsatellite,DCM),對(duì)五個(gè)不同種的埃博拉病毒全基因組序列進(jìn)行進(jìn)一步更細(xì)致的分析,借助R語言編程將微分結(jié)果可視化,得出微衛(wèi)星序列在埃博拉基因組不同區(qū)域中的分布模式圖,并從其中找出微衛(wèi)星分布具有特異性的區(qū)域,隨后定位到相應(yīng)的特異性位點(diǎn),這些位點(diǎn)可能對(duì)埃博拉病毒不同種致病性研究起著重要的推動(dòng)作用。分析得出,微衛(wèi)星在基因組不同區(qū)域上是非隨機(jī)分布的,其在病毒基因組上的分布存在區(qū)域偏好性,且不同致病性的埃博拉病毒種型中微衛(wèi)星在基因組同一區(qū)域上的分布是存在差異的。不同種埃博拉病毒基因組中微衛(wèi)星的特征分布可能存在差異并反映其對(duì)不同環(huán)境的適應(yīng)性。因此,通過分析微衛(wèi)星的特征分布我們可以尋找到種屬特異性片段,以及探索埃博拉病毒基因組上微衛(wèi)星序列對(duì)病毒基因組變異和進(jìn)化的影響。
【圖文】：

埃博拉病毒是一種侵襲性病原體，是一種導(dǎo)致人類和非人類靈長類動(dòng)物出現(xiàn)高致死性出血熱綜合征的傳染病病毒。埃博拉是單股負(fù)鏈 RNA 病毒，是絲狀病毒科中的一個(gè)屬，呈長約 970 納米的絲狀。每個(gè)病毒個(gè)體是由負(fù)鏈核糖核酸病毒粒子構(gòu)成。在基因組的 3·端沒有發(fā)生多聚腺苷酸化，同時(shí)在 5·端也未見加帽。其基因組長約 19kb，具有編碼 結(jié) 構(gòu) 蛋 白 和 非 結(jié) 構(gòu) 蛋 白 的 七 個(gè) 開 放 閱 讀 框 ， 基 因 順 序 是 ： 3· 端NP VP35 VP40 GP VP30 VP24 L 5·端，在 3·端和 5·端的非編碼區(qū)調(diào)節(jié)病毒的轉(zhuǎn)錄、復(fù)制以及新病毒粒子的組裝。如果缺少某一種重要的蛋白，單靠其基因組并沒有感染性。其中 RNA 依賴的 RNA 聚合酶為 L 蛋白，是轉(zhuǎn)錄成病毒基因組對(duì)應(yīng)的的m RNA 必須的酶，它在病毒復(fù)制過程中也起到關(guān)鍵作用。NP 基因編譯的蛋白是核衣殼蛋白，與病毒遺傳物質(zhì) RNA 帶組裝構(gòu)成病毒顆粒中心的螺旋結(jié)構(gòu)，VP30 和 VP35 基因編碼的蛋白是病毒結(jié)構(gòu)蛋白， VP35 蛋白具有典型的抗 I 型干擾素的作用，GP 基因編碼的蛋白是跨膜糖蛋白，病毒入侵及其細(xì)胞毒性與 GP 蛋白密切相關(guān)，VP24 和 VP40基因編碼的蛋白與病毒的成熟釋放相關(guān)， 前者是小型膜蛋白，后者是病毒基質(zhì)蛋白[25-27]。

（mono-、di-、tri-、tetra-、penta-和 hexanucleotide）進(jìn)行分析，最小迭代次數(shù)分別是 63，3，3，3，3。我們選用軟件 IMEx（Imperfect Microsatellite Extractor)[44]對(duì)實(shí)驗(yàn)所用材料序列進(jìn)行微衛(wèi)星的抽提。IMEx 是一種能夠提取來自基因組序列的微衛(wèi)星，并用于分析微衛(wèi)星分布的軟件[45]它既能提取原始序列中的存在的完美的微衛(wèi)星，也能識(shí)別不完美的微衛(wèi)星，，研究者可以根據(jù)需要通過設(shè)置不同的參數(shù)進(jìn)行微衛(wèi)星提取。IMEX 是以網(wǎng)頁服務(wù)器的形式存在的一個(gè)獨(dú)立程序的形式。在上傳原始序列的 fasta 格式文件后，設(shè)定 IMEx 相關(guān)參數(shù)，利用這個(gè)軟件在線提取每條序列中的微衛(wèi)星序列，得到微衛(wèi)星在序列不同位置的具體分布情況。參數(shù)設(shè)置如圖 2.1 所示，選擇 IMEx 程序(http://www.cdfd.org.in/imex)的高級(jí)模式提取的完美微衛(wèi)星序列，一型、二型、三型、四型、五型、六型微衛(wèi)星的基序最低迭代次數(shù)分別設(shè)定為 6、3、3、3、3、3。IMEx 提取得到的數(shù)據(jù)為 txt 格式文件，包含了微衛(wèi)星的基序類型、迭代次數(shù)以及其在基因組中的起止位置等信息，隨后用 Excel 處理即可得到微衛(wèi)星的個(gè)數(shù)、類型、長度、相對(duì)豐度、相對(duì)密度、出現(xiàn)頻率和最長重復(fù)序列等相關(guān)信息[46]。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：R373

【參考文獻(xiàn)】

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1 孫丹;范余娟;徐紅;范江濤;;子宮內(nèi)膜癌中人類乳腺癌易感基因1微衛(wèi)星不穩(wěn)定性及其與臨床病理的關(guān)系[J];實(shí)用醫(yī)學(xué)雜志;2015年22期

2 楊興婁;葛行義;胡r

本文編號(hào)：2631703