家蠶天冬酰胺酸合成酶等基因的克隆及生物信息學(xué)分析.pdf

1、生物信息學(xué)是二十世紀(jì)八十年代末，隨著基因組數(shù)據(jù)的迅猛增長(zhǎng)而逐漸新興起來的一門學(xué)科。該學(xué)科由生物學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)和物理學(xué)等學(xué)科相互交叉而形成，通過對(duì)基因組等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的加工、存儲(chǔ)、分析及檢索來揭示數(shù)據(jù)中的生物學(xué)意義。生物信息學(xué)的快速發(fā)展為生物學(xué)數(shù)據(jù)的分析整理提供了強(qiáng)有力的工具，為實(shí)現(xiàn)從功能基因組學(xué)向結(jié)構(gòu)基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變提供了有力的保障。 家蠶是重要的經(jīng)濟(jì)昆蟲，蠶絲業(yè)是我國(guó)擁有5000多年悠久歷史的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，從古至今

2、在社會(huì)經(jīng)濟(jì)文化生活中占有重要地位。同時(shí)家蠶也是鱗翅目的模式昆蟲。2003年10月由西南農(nóng)業(yè)大學(xué)蠶桑學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為主導(dǎo)的中國(guó)科學(xué)家完成了家蠶基因組工作框架圖。家蠶功能基因組學(xué)的研究將為全面、準(zhǔn)確的了解家蠶生物性狀的遺傳基礎(chǔ)和分子調(diào)控機(jī)制，為改善提高蠶絲產(chǎn)業(yè)提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持，也為簡(jiǎn)明基礎(chǔ)生物學(xué)現(xiàn)象提供了基礎(chǔ)。通過比較基因組學(xué)研究，同樣對(duì)人類相關(guān)基因和農(nóng)林業(yè)科學(xué)研究等學(xué)科的發(fā)展具有重要意義。 本論文課題通過利用實(shí)驗(yàn)和生物信息學(xué)

3、相結(jié)合的方法克隆得到了家蠶三條新基因，并對(duì)這些基因做了初步的結(jié)構(gòu)和功能分析。主要研究結(jié)論如下： （1）利用電子克隆方法得到了家蠶天冬酰胺酸合成酶（Asparagine synthetase，AS）基因。天冬酰胺酸合成酶是催化合成天冬酰胺酸的主要酶類，參與了動(dòng)物體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)調(diào)節(jié)。利用熒光定量PCR（qPCR）分析，發(fā)現(xiàn)家蠶AS基因在停食48小時(shí)情況下表達(dá)量有所提高，但在添食BmNPV病毒情況下表達(dá)變化不大。利用PET-28（a+）表達(dá)

4、系統(tǒng)，在大腸桿菌中表達(dá)了該基因，得到了正常的表達(dá)帶?；蚪Y(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)該基因含有兩個(gè)外顯子和一個(gè)內(nèi)含子，在家蠶基因組中為單拷貝基因。 （2）利用5’-RACE技術(shù)，在家蠶中克隆家蠶癱瘓肽結(jié)合蛋白（B．mori paralytic peptide binding protein，PP-BP）基因。該蛋白與粘蟲的生長(zhǎng)阻抑肽結(jié)合蛋白同源，可能參與調(diào)節(jié)細(xì)胞免疫應(yīng)答的終端調(diào)控。通過RT-PCR研究發(fā)現(xiàn)，該蛋白基因在血淋巴中大量表達(dá)。利用實(shí)時(shí)

5、熒光定量PCR（Real-time quantitative PCR）技術(shù)分析發(fā)現(xiàn)該基因在家蠶添食BmNPV病毒后的表達(dá)量大大增強(qiáng)?；蚪Y(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)該基因具有兩個(gè)外顯子和一個(gè)內(nèi)含子。 （3）利用同源篩選策略，通過電子克隆的方法獲得了家蠶的轉(zhuǎn)化增長(zhǎng)β因子誘導(dǎo)核內(nèi)蛋白（TGF beta—inducible nuclear protein1，TINP1）基因。人類TINP1蛋白可能參與了腫瘤細(xì)胞后期功能的表達(dá)。通過半定量RT—PCR分