全基因组范围内玉米miRNAs靶标及模拟靶标的识别与分析

来源 :陕西师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jinnengm9min
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,发现蛋白编码基因、长非编码RNAs (lncRNAs)以及假基因等转录本间存在复杂的相互作用。它们作为竞争性内源RNAs (Competing endogenous RNAs, ceRNAs)、天然]miRNA decoys/sponges或模拟靶标(target mimics),通过竞争结合共同的microRNAs反应元件(nicroRNA response element, MRE)实现相互调节。microRNAs(miRNA s)是一类长度约21-24nt的单链小非编码RNAs,普遍存在于真核生物中,并且在转录水平或转录后水平调控基因表达。植物miRNAs在调控植物发育、花期、叶形态发生、激素信号、磷酸盐和硫酸盐等环境胁迫等生物学过程中发挥重要作用。基因间长非编码RNAs (long intergenic noncoding RNAs, lincRNAs)是一类位于基因组间区的长度大于200nt的转录本,并在转录或转录后水平通过多种RNAs介导的机制调控基因表达,在动物中主要参与胚胎干细胞分化、免疫监视、细胞周期调控等生物学过程,而在植物中大多与生殖发育、开花时间及胁迫相应等作用有关。假基因是与功能RNAs或蛋白编码基因高度相似的一类非功能基因组序列,对于假基因的研究有助于注释基因组及其基因组进化的理解。蛋白编码基因被认为是真核生物最主要的转录本,然而非编码RNAs也起着很重要的作用。之前的研究表明mRNAs可以普遍的作为miRNAs的靶标及模拟靶标,而lincRNAs及假基因等其他转录本作为miRNAs靶标及模拟靶标的研究尚少,尤其在植物中的研究更是处在起步阶段。玉米是世界上重要的农作物之一,对于玉米的研究有助于我们了解植物的发育和进化的遗传模型系统。本文通过整合miRNAs、lincRNAs、假基因、cDNAs以及降解组数据,利用生物信息学手段预测了作为miRNAs的靶标和模拟靶标的lincRNAs和假基因,并通过共表达网络和ceRNAs假说分别预测了作为miRNA s靶标和miRN A模拟靶标的lincRNAs功能。我们的研究结果表明:1.通过计算机方法系统的预测了玉米中466个lincRNAs可以作为165个miRNAs靶标的和86个lincRNAs可以作为58个miRNAs的模拟靶标,并利用降解组数据验证得到了34个lincRNAs可以作为33个miRNAs的靶标。2.不管作为miRNAs靶标还是miRNAs模拟靶标,当miRNAs结合到lincRNAs上时其结合区域都有较高的保守性,表明miRNAs在不同物种有潜在的参与lincRNAs的调控的可能。3.利用筛选得到的78个miRNAs、117个lincRNAs、8834个nRNAs构建了miRNAs相关的调控网络。基于lincRNA-mRNA共表达网络和ceRNAs假说的分析,我们发现作为miRNAs靶标的34个lincRNAs和作为miRNA模拟靶标的86个1incRNAs普遍参与细胞和代谢等过程,并在催化活性和分子结合等功能的发挥中具有重要作用。4.通过降解组确认及筛选规则的过滤,发现109个miRNAs和作为miRNAs靶标的203个假基因形成的236对miRNA-假基因复合物,也找到了有348个假基因可能作为ceRNAs与miRNAs竞争性结合影响miRNAs真正靶标作用的发挥。结论:在全基因组范围内识别了玉米niRNAs、lincRNAs、假基因和mRNAs之间潜在的调控关系,从而发现有降解组数据支持的作为miRNAs靶标而形成的miRNA-lincRNA复合物有42对,miRNA-假基因复合物有236对。另外发现有86个lincRNAs和348个假基因可能作为miRNAs竞争性的模拟靶标,与miRNAs真正的靶标竞争性的结合IniR NAs。因此,本文旨在为挖掘miRNAs调控的网络和探索lincRNAs及假基因的功能奠定理论基础。
其他文献
随着人类基因组计划的完成,生物信息学,生物化学等领域的理论研究不断深入,药物发现的方法和技术也在不断更新。由于计算机处理信息的高效性,模式识别,机器学习等方法逐渐渗
时空反演对称量子系统与传统的量子系统不同,系统的哈密顿量是非厄米的,但该系统在一定条件下仍具有实的能量本征值。我们通过对时空反演对称系统的研究,希望其能够在实验中
蛋白质是生理功能的执行者,是生命现象的直接体现者,对蛋白质结构、功能及蛋白质相互作用的研究将直接阐明生命体在生理或病理条件下的变化机制。在药物研发过程中临床前药理
本文在前人的基础上提出了一种多方指数随气泡壁速度变化的理论,并将此理论应用到空化单气泡动力学的R-P方程中。利用数值计算得出绝热条件下及渐变多方指数修正后的R-P方程
物种的生物学特性(包括表型、生理、繁殖特征等)都是物种与环境相互作用、长期进化的产物,其实质是遗传系统改变的结果。本研究以地黄属为研究对象,从物种分布区、繁殖特性、
当前稀土上转换发光纳米粒子(Upconversion Nanoparticles, UCNPs)在生物医学方面的应用已经获得极大地关注,这和UCNPs的特殊的光学性质是紧密相关的,譬如优良的化学稳定性,光
绝大部分质体蛋白是在细胞质中合成,而后被转运至质体的。这些质体蛋白区别于其他蛋白之处在于N端都携带有一段典型的转运肽序列(transit peptide)。有意思的是,尽管这些转运
准确的物种鉴定是人类认识自然界和进行生物学研究的基础。传统的物种鉴定主要依赖于经过专业训练的分类学家,他们通过观察生物体的形态进行物种鉴定和分类。传统的物种鉴定
近年来,随着微细加工技术的快速发展,以微通道为研究主体的微型换热器相继出现,微尺度流动以及换热成为当前的关注重点。随着大规模集成电路的迅速发展,高热流密度微型设备的
扁蚜亚科Hormaphidinae隶属于半翅目Hemipera蚜科Aphididae,包括3个族:坚蚜族Cerataphidini、扁蚜族Hormaphidini、日本扁蚜族Nipponaphidini;是蚜虫类中比较特殊的一个类群,