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MicroRNA是调控基因表达的重要功能片段,它们在动植物的生长发育、疾病发生过程中发挥着重要的作用。基于mi Records和miRNAmap数据库,我们收集了高等动物人类、小鼠和大鼠和低等动物线虫的miRNA和它们的靶mRNA 3′UTR匹配片段,研究和比较了高等动物和低等动物miRNA片段和对应的匹配片段在mRNA 3′UTR序列上的相互作用的位置偏好性,探讨了两类片段的G+C含量、配对率对相互作用位置偏好性的影响,最后分析了miRNA片段和其匹配片段之间的4种相互作用方式与G+C含量和配对率的关系。主要研究内容如下:（1）研究了高等动物人类、小鼠和大鼠miRNA在其靶mRNA3′UTR序列上的匹配频率分布。我们发现,3′UTR序列上匹配频率的分布存在位置偏好性。在3′UTR序列的5′端和3′端有明显的高匹配区域,但3′端的匹配强度相对较弱。首先,将miRNA片段按照G+C含量分类。发现,不同G+C含量的miRNA在3′UTR序列上的匹配频率分布明显不同,中等和高G+C含量的miRNA在3′UTR序列上的匹配频率分布显示出多峰结构,并且沿5′到3′方向呈逐步减小的趋势。我们发现,3′UTR序列5′端的第一个峰分布的位置和匹配强度具有保守性,基本与miRNA片段的G+C含量无关。其次,将miRNA对应的匹配片段按照G+C含量分类。发现,随着G+C含量的增加,3′UTR序列5′端区域频率值逐步增加,但3′端区域频率值并未有明显的改变,强度较弱的峰区始终存在。第三,将相互作用片段对按照配对率的高低做分类。发现,3′UTR序列5′端很宽的区域和3′端相对较窄的区域内的匹配片段其配对率显示出了多样性。总之,高等动物miRNA在mRNA的3′UTR序列上存在多个匹配区域,其匹配区域偏好与miRNA的G+C含量、匹配片段的G+C含量以及配对率紧密相关,显示出高等动物中miRNA与其靶mRNA 3′UTR序列相互作用区域的多样性,以及miRNA参与基因表达的广泛适应性。（2）研究了低等动物线虫miRNA在其靶mRNA 3′UTR序列上的匹配频率分布。我们发现,3′UTR序列上匹配频率只有一个峰分布。匹配频率分布的形状与miRNA的G+C含量、匹配片段的G+C含量以及配对率的大小基本无关。线虫3′UTR的平均长度只有高等动物的1/5,对应了高等动物的第一个峰,而且两者的各类特征均极为相似。通过比较,我们发现,高等动物3′UTR序列的第一个峰分布区域是3′UTR的基本区域或“种子”区域,除此之外,还进化出了更多的相互作用区域,线虫只存在基本区域。随着物种进化水平的提高,3′UTR序列在基本区域的基础上,沿着3′方向逐步添加了多个功能区域,以满足高等动物对基因表达调控的需要。我们的研究结论显示了3′UTR序列的演化机制,以及miRNA与其靶mRNA 3′UTR序列相互作用的广泛适应性在物种间是普适的。（3）分别分析了高等动物和线虫miRNA片段的G+C含量和对应匹配片段的G+C含量之间的关系。发现,具有一定G+C含量的miRNA片段可以和不同G+C含量的匹配片段作用,而且可以产生相互作用的匹配片段的G+C含量分布很广。这一特性反映出miRNA与匹配片段相互作用的多样性和匹配方式的高度适应性在不同物种间是相同的。（4）研究了高等动物和线虫miRNA片段和匹配片段之间的作用方式。结果显示,高等动物中主要的相互作用方式是正常型和缺失型,线虫中主要的相互作用方式是缺失型和插入型。而且miRNA与其匹配片段的相互作用方式与这两个片段的G+C含量有关。结果表明,miRNA与匹配片段的相互作用方式是复杂多样的,而且在不同物种间是存在差异的。（5）分析了高等动物和线虫miRNA片段5′区域、中间区域和3′区域的配对率。结果显示5′区域（前8个碱基）确实是配对率非常高的区域,高等动物在该区的配对率明显高于线虫。线虫在中间区域和3′区域的平均配对率高于高等动物。另外,我们的分析显示,在miRNA的3个区域中,出现四种相互作用方式的概率是不同的。结果表明,miRNA和匹配片段多样的相互作用方式主要由miRNA的中间区域决定。（6）分别研究了高等动物和线虫miRNA片段的序列特征。新对称相对熵结果显示,c-miRNA片段和对应的匹配片段的单碱基组成具有很高的相似度,而它们之间碱基对组成有较明显的差别。我们认为这一差别正好反映了相互作用方式的多样性,且在物种间有很好的相似性。另外,分析了miRNA片段和匹配片段的序列结构（碱基关联）。结果显示,不论是高等动物还是线虫,miRNA和匹配片段的碱基关联相对很弱,明显低于整体3′UTR序列的碱基关联,而且低等动物序列的碱基关联度明显更弱。表明,miRNA序列具有较低的序列结构,这一特性可能是为了保证碱基匹配的多样性,在基因表达调控过程中,生物采取的一个策略。总之,我们的研究对于揭示miRNA参与基因表达调控的多样性,以及物种间miRNA与mRNA 3′UTR序列相互作用的相似性和差异性提供了新的思路。