黏细菌转录因子FruA mRNA 5'非翻译区的结构与功能研究

摘要

目的： 黏细菌属原核生物，生活周期具社会性行为，是研究多细胞结构形态发生机制的良好模型。FruA是黏细菌发育所必需的一种转录因子，前期工作中我们发现fruA mRNA5′-UTR对自身基因在发育时期的表达起正性调控作用。本论文进一步研究5′-UTR调节fruA表达的结构基础及其可能的作用机制。 方法： 基于M-fold预测的fruA5′-UTR二级结构设计了三种删除突变，这些删除突变不影响其他区域的RNA二级结构。为了分析是删除区域的碱基序列还是RNA二级结构发挥了顺式调节作用，我们在上述删除区域内设计碱基置换突变及相应的代偿突变。碱基置换突变仅改变局部RNA二级结构，但不影响突变区域以外的RNA二级结构，代偿突变可恢复因碱基置换突变导致的局部二级结构的改变。将上述几种5′-UTR突变片段导入lacZ翻译融合载体，通过电转化整合在野生型黏细菌DK1622染色体的attB位点，Southern杂交或PCR鉴定后测定β-半乳糖苷酶在发育过程中的表达状况，分析5′-UTR对fruA-lacZ表达调控的结构基础。 前期工作中发现fruA5′-UTR缺失后影响其转录本的丰度。为了分析5′UTR通过什么机制调控mRNA的丰度，以保留或缺失5′-UTR的fruA-LacZ翻译融合体为研究对象，RT-PCR分析5′-UTR对fruA-lacZ mRNA稳定性的影响。 结果： 三种5′UTR删除突变菌株的β-半乳糖苷酶活性降低明显，其中DK1622/pD2KA及DK1622/pD3KA菌株β-半乳糖苷酶活性基本降为零，DK1622/pD1KA菌株β-半乳糖苷酶活性相当于含野生型5′-UTR的重组菌DK1622/pF1KA的一半。在前两种活性降为零的删除突变区域内构建碱基置换突变，DK1622/pS1KA的β-半乳糖苷酶活性相当于DK1622/pF1KA的一半，而DK1622/pS2KA的β-半乳糖苷酶活性则降为零。与两种置换突变相对应的两种代偿突变菌株β-半乳糖苷酶活性则均降为零。 mRNA稳定性检测显示5′-UTR完全删除的重组菌株DK1622/pF2KA其fruA-lacZmRNA丰度较DK1622/pF1KA低，且其降解速度更快。 结论： (1)5′-UTR内多个区域对fruA的表达具正调节作用，这种顺式调节作用是序列特异性的。5′-UTR二级结构对fruA的表达调控可能不发挥作用。即使有作用，也是以特定的碱基序列为基础。(2)5′-UTR对fruA mRNA丰度的上调与mRNA稳定性增强有关。

目录

文摘

英文文摘

声明

前言

文献综述 5'-UTR在基因表达调控中的作用

第一章 材料与方法

第二章 实验结果

第三章 讨论

第四章 结论

致谢

参考文献

作者简介