基于文昌鱼基因组的选择性剪接数据库的构建及其分析

摘要

选择性剪接(AS：alternativesplicing)作为产生蛋白多样性的重要角色受到越来越多的研究者关注。基于基因组序列和大量的ESTs，生物信息学研究创建了很多模式生物的AS数据库。最近研究发现有超过60％的人类基因有选择性剪接体。 文昌鱼是一种头索动物，和脊椎动物很相近，它对研究脊椎动物起源有很重要的地位。最近联合基因研究院(JGI)公布了佛罗里达文昌鱼基因组的第一个版本。基于他们的基因组和大量的文昌鱼ESTs，本文构建了文昌鱼的AS数据库(BFAS)。在6327个有重叠ESTs的基因中我们检测到1425个基因(22.5％)有选择性剪接体。这个比例大于果蝇而小于小鼠。这支持了普遍的观点：AS调控机制在越高等的生物中使用得越频繁。在BFAS数据库或其他动物的AS数据库都可以看到外显子跳过的事件发生频率是最高的。但我们的BFAS数据库中内含子保留的事件的比例(24.6％)相对其他动物AS数据库的更大。我们计算出跳过外显子长度和保留内含子长度的分布，看到最多的跳过外显子长度是在80～100bp范围，最多的保留内含子长度是大约100bp。我们也创建了用于BFAS数据库的可视化Web服务。 分析佛罗里达五个发育时期EST文库：卵、原肠胚、神经胚、幼虫、成鱼。我们没有检测到哪个发育时期明显产生更多的选择性剪接。在GO功能分类中我们发现RNA绑定功能显著多。在预测的蛋白跨膜区中观察到很多外显子跳过事件，，这些事件可能会影响基因产物的最终细胞定位。通过smart数据库来预测AS蛋白的结构域，我们发现经常出现在跳过外显子区域的结构域的是调控作用的结构域。这意味着选择性剪接事件可能会改变生物通路，使调控网络功能更加复杂。 计算佛罗里达文昌鱼和青岛文昌鱼的EST编码区的Ka,Ks，我们检测到11个基因很可能受到正向选择的作用(Ka/Ks＞1)。其中5个有重叠ESTs基因中4个是选择性剪接基因。这些基因的选择性剪接可能影响着它们的功能进化。 我们发现5'选择性剪接位点序列的核苷酸组成比例不同于普通的剪接位点，这是选择性剪接可能起源于5'剪接位点识别放松的结果。另一方面串联外显子复制也可能导致选择性剪接事件的发生，在BFAS中，我们报道了溶菌酶(lysozymeC)基因也有这种现象。该基因有8个外显子，前4个和后4个是相似的，在一个剪接变体中，同源的外显子只会出现其中一个。

目录

文摘

英文文摘

第1章引言

第2章文昌鱼选择性剪接数据库BFAS的构建

第3章文昌鱼选择性剪接的功能分析

第4章文昌鱼选择性剪接的进化研究

第5章小结与展望

参考文献

附录

致谢

原创性声明