酿酒酵母细胞周期不同阶段基因表达与序列特征分析

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酿酒酵母是第一个完成基因组测序的单细胞真核生物。相对于较为复杂的人类基因组来说,因为它的基因结构与组成相对简单,所以酿酒酵母常作为研究功能基因组学的重要模式生物。
  本论文以酿酒酵母基因组作为研究对象,利用酿酒酵母细胞周期表达数据,在细胞周期的4个不同阶段(G1期、S期、G2期和M期),统计分析基因表达水平与基因序列特征(密码子使用偏好,折叠自由能)、基因功能之间的关系。同时,利用基因共表达网络的方法分别在细胞周期的4个不同阶段构建共表达网络,并对共表达网络进行聚类分析,研究不同阶段基因模块的特点。结果表明:
  1、从整体(细胞周期)来看,基因表达与折叠自由能之间有相关性,而基因表达与密码子使用偏好之间无显著相关性。
  2、基因在M期时,其表达水平与密码子使用偏好正相关,但相关性较弱;相关性与基因表达的周期性、基因表达在细胞周期的变化程度有关;表达水平变化较小基因,其表达水平与密码子使用偏好之间的相关性较强。
  3、基因在G1期和G2期时,其表达水平与折叠自由能正相关;基因表达的周期性以及基因表达在细胞周期的变化程度会影响到基因表达与折叠自由能之间的相关性;在G1期和G2期高表达的基因,其表达水平与折叠自由能之间的相关性较强。
  4、从序列特征影响基因表达的程度来看,密码子使用偏好对基因表达的影响要小于折叠自由能对基因表达的影响。
  5、细胞周期不同阶段的基因模块在基因表达、密码子使用偏好以及基因折叠自由能等方面有显著不同;不同阶段基因模块的功能可能和细胞周期相关。
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