多倍体鲫鲤线粒体调控基因的遗传变异比较分析

来源 :湖南师范大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:ICE867200WXM
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线粒体不仅是细胞重要的能源工厂,而且参与多种重要的生命代谢活动如细胞凋亡,细胞分化和细胞信息传递等,同时线粒体功能异常会导致整个细胞功能障碍,从而导致机体病变。线粒体虽然是一个半自主的细胞器,自身能进行蛋白编码,然而其主要还是受到核基因调控及其相互作用。线粒体的复制和转录也是由核基因进行调控的,主要调控基因包括线粒体RNA聚合酶(RNA polymerase,Polrmt)线粒体转录因子A(Mitochondrial Transcription Factors A,tfam),线粒体转录因子B1(Mitochondrial Transcription Factors B1,tfb1m)或者线粒体转录因子B2(Mitochondrial Transcription Factors B2,tfb2m)等。因而这些调控基因的变异对线粒体DNA的转录和复制有着直接的关系,从而影响细胞和组织的生命活动。本研究主要对多倍体鲫鲤线粒体调控基因的遗传变异比较分析,以异源四倍体鲫鲤(4nAT,4n=200)、鲤鱼(Cyprinus carpio L,CC,2n=100)、红鲫(Carassius auratus red var,RCC,2n=100)、湘云鲫2号(3nRC,3n=150)为研究对象,来探讨线粒体转录因子tfam,tfb1m和tfb2m在几种不同鲤科鱼中的进化情况,对其部分编码序列进行分析、蛋白结构进行了预测,同时还探讨了凡种转录因子在几种不同倍性鱼的肝、肾、脑、精巢、卵巢组织中的表达情况,为后续关于鱼类线粒体调控因子对mtDNA的作用以及mtDNA的进化方面的研究奠定良好的基础。  本研究主要内容包括:⑴测得了四种鱼的部分编码序列,对序列采用BioEdit软件分析比对,通过DNASTAR中的Editseq及Protean对各种鱼的tfam蛋白结构进行预,测得出结果:多倍体鱼既遗传了父母本的基因特点同时又发生了遗传变异。⑵利用实时荧光定量PCR(QPCR)对几种鱼的不同组织进行线粒体拷贝数检测。发现在三种倍性鱼的卵巢中:伴随着倍性的增加线粒体拷贝数减少,而在精巢和脑中发现:伴随着鱼的倍性的增加线粒体拷贝数增加,在RCC中,卵巢中的mtDNA的拷倍数最多,在4nAT中,精巢的mtDNA拷贝数最高。3nRC和4nAT精巢中的mtDNA的拷贝数都是大于各自卵巢中的,而RCC中精巢的mtDNA拷贝数反而小于卵巢中。在卵巢、精巢、脑中随着倍性的变化成一定趋势,结果说明了mtDNA的拷贝数可能与鱼类的倍性相关,而3nRC同时还具有组织特异性。⑶采用RT-PCR和QPCR技术对tfam、tfb1m、tfb2m三个线粒体转录因子在RCC、4nAT、3nRC三种鱼的几种组织分别进行了表达分析,发现tfam在不同组织中对线粒体拷贝数存在主要的调控作用。在tfb2m的研究中发现tfb2m在肝脑肾中的表达几乎与tfam的表达一致,tfb2m和线粒体拷贝数对于线粒体基因cox3的转录都存在一定的影响。在tfb1m的研究中发现:tfb1m的表达量几乎伴随着倍性的增加而增加,说明了tfb1m在不同倍性组织中表达稳定。总结:每个调控因子都有其侧重点:线粒体拷贝数主要受转录因子tfam的调控,同时还受其他因子调控。tfb2m的主要侧重于调控mtDNA的转录,tfb1m在几种倍性的鱼的各种组织中表达比较稳定。
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