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第一部分汉族和藏族群体CYP2C19、CYP2D6、CYP3A4基因的遗传多态性研究
CYP2C19、CYP2D6和CYP3A4属于细胞色素P450大家族,是重要的药物代谢酶类,可代谢各类内源或外源的化合物。CYP2C19、CYP2D6和CYP3A4基因具有较高的遗传多态性,并且多态性可导致个体产生不同的药物反应,因此研究这3个基因的遗传多态性具有重要的临床指导价值。本课题主要研究了中国汉族和藏族人群的CYP2C19,CYP2D6和CYP3A4的遗传多态性。
在汉族人群中,CYP2C19基因中检测到48个SNP,鉴定得到8个等位基因;在CYP2D6基因中检测到84个SNP,鉴定得到13个等位基因;在CYP3A4基因中检测到11个SNP,鉴定得到5个等位基因。在藏族人群中,CYP2C19基因检测到30个SNP,鉴定得到3个等位基因;在CYP2D6基因中检测到58个SNP,鉴定得到6个等位基因。
我们统计了汉族和藏族人群的CYP2C19、CYP2D6和CYP3A4的等位基因频率和基因型频率。构建了这3个基因在汉族和藏族人群中的单体型。对新发现的等位基因通过软件预测的方法分析其对CYP蛋白功能的影响,发现其中有5个新的等位基因可能是有害的突变。此外,CYP3A4基因可能在汉族人群中经历了正选择。通过连锁不平衡分析发现CYP2C19和CYP2D6位点在汉族和藏族都表现出较强的连锁不平衡。而且将CYP2C19、CYP2D6和CYP3A4的遗传多态性与其他不同种族进行了比较,显示了种族间存在显著差异。
本研究的结果表明,中国汉族和藏族人群的CYP2C19、CYP2D6和CYP3A4基因的遗传多态性具有独特的遗传结构,表现出特有的等位基因分布。
第二部分赤拟谷盗MicroRNAs及其靶基因的研究
MicroRNAs(miRNAs)是一类长度约为22nt的内源RNA,主要通过转录后水平的基因表达调控,对各种生理生化过程起着重要的调节作用。为了研究赤拟谷盗基因组中保守的miRNA及其潜在的靶基因,我们根据已知的动物miRNA同源比对和二级结构预测,鉴定了赤拟谷盗基因组中保守的miRNA,并对这些保守miRNA的靶基因进行了预测和功能分类。
利用同源比对的方法,将已知动物miRNA与赤拟谷盗的基因组进行比对,结合RNAfold进行二级结构预测,我们一共预测到118个赤拟谷盗保守的miRNA,其中65个为昆虫共有的miRNA。根据pre-miRNA序列和结构的相似性,这118个保守的miRNA可以分为76个miRNA基因家族。然后对这118个保守的miRNA的基因组位置进行分析,我们发现47%的miRNA位于编码蛋白基因的内含子区,而53%的miRNA来源于基因间区。进一步对内含子miRNA进行分析后发现,有31个内含子miRNA与所在的宿主基因转录本方向一致,提示这些内含子miRNA与其宿主转录本可能受相同的调控原件控制并由相同的RNA聚合酶Ⅱ转录而来。此外,我们还发现了10个在昆虫中保守的miRNA簇,这10个miRNA簇很可能行使与在其他昆虫中相似的功能。对赤拟谷盗基因组中保守的miRNA进行靶基因预测,并对得到的靶基因进行基于GO(Gene Ontology)和KEGG(Kyoto Encyclopediaof Genes and Genomes)功能分类,我们发现63%的靶基因是一类结合蛋白、代谢和细胞过程、酶催化活性相关和细胞相关的基因,KEGG注释表明,47%的靶基因与信号转导、糖代谢、氨基酸代谢、脂类代谢、内分泌、细胞间通讯等途径相关。这些分析结果为系统的发掘和阐明miRNA在赤拟谷盗发育过程中的调控机制研究提了供理论依据。