人類成熟精子mRNA表達(dá)譜的新一代測序研究.pdf

1、人類精子是人類生殖、遺傳物質(zhì)傳遞的重要細(xì)胞，在人類生命繁衍過程中扮演著重要角色。精子功能是否正常，直接關(guān)系到男性是否具有生育能力以及子代的健康。既往通過基因芯片、SAGE技術(shù)對精子mRNA表達(dá)譜研究表明，在人類成熟精子細(xì)胞中穩(wěn)定存在著不同種類、不同表達(dá)豐度的mRNA，細(xì)胞中大約存在3000-5000種mRNA，精子mRNA參與了細(xì)胞染色體組裝、基因印記及精子發(fā)生過程等生物過程，具有重要的生物功能。但由于以往研究技術(shù)的局限性，既往研究存在

2、著序列覆蓋度小、數(shù)據(jù)量有限等問題，并不能完整、系統(tǒng)對人類成熟精子表達(dá)譜進(jìn)行全序列深度測序、分析。本文采用新一代測序技術(shù)，對人類成熟精子RNA表達(dá)譜進(jìn)行了測序、拼接組裝，并采用生物信息學(xué)方法對測序結(jié)果進(jìn)行深入分析，進(jìn)一步探討精子RNA可執(zhí)行的功能及其應(yīng)用。
　　本研究采用Illumina HiSeq2000測序儀進(jìn)行RNA測序，共得到378000043個讀序、10Gb的數(shù)據(jù)量，成功組裝19288種RNA。用生物信息學(xué)方法對成熟精子表

3、達(dá)譜進(jìn)行總體分析結(jié)果表明，精子RNA表達(dá)譜主要表現(xiàn)為以下特點：1）RNA數(shù)量龐大、功能多樣、種類繁多，其中既有mRNA，也有miRNA及中等長度小RNA等；2）大量基因與細(xì)胞代謝及調(diào)控、基因轉(zhuǎn)錄及蛋白質(zhì)合成等過程控制相關(guān)；3）大量基因與線粒體合成及能量代謝相關(guān)；4）有大量免疫相關(guān)基因高表達(dá)；5）有許多功能不詳?shù)母弑磉_(dá)豐度未知基因。
　　對成熟精子表達(dá)譜前50位及前1000位基因分別進(jìn)行基因功能富集分析、基因信號通路分析、轉(zhuǎn)錄因子目

4、標(biāo)分析和蛋白互作網(wǎng)絡(luò)分析，結(jié)果表明表達(dá)豐度較高RNA具有以下特點：1）10％基因與線粒體能量代謝相關(guān)，部分基因產(chǎn)物參與構(gòu)成線粒體內(nèi)外膜、膜腔的結(jié)構(gòu)蛋白、構(gòu)成線粒體呼吸相關(guān)酶類等；2）大量基因?qū)儆谂c轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)、翻譯調(diào)節(jié)有關(guān)的核酸結(jié)合蛋白，以及與蛋白質(zhì)合成相關(guān)的核糖體蛋白亞基基因等；3）大量基因參與細(xì)胞內(nèi)蛋白激酶偶聯(lián)通路調(diào)控，一些基因參與了細(xì)胞內(nèi)負(fù)調(diào)控蛋白激酶級聯(lián)反應(yīng)；4）較多基因參與調(diào)控細(xì)胞死亡、凋亡過程；5）較多與免疫相關(guān)的基因，如溶酶體