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1、隨著第一個(gè)miRNA發(fā)現(xiàn)至今,越來(lái)越多的人投入到了對(duì)miRNA及其相關(guān)小分子RNA的研究工作中,并且取得了很大的成就。尤其是對(duì)新miRNA的預(yù)測(cè),已經(jīng)成為生命科學(xué)的研究熱點(diǎn)之一。miRNA有著非常豐富的生物學(xué)功能,對(duì)基因表達(dá),細(xì)胞、組織和器官的生長(zhǎng)發(fā)育,以及生物體的新陳代謝和疾病等有著復(fù)雜的效應(yīng)和深遠(yuǎn)的意義。因此,miRNA的發(fā)現(xiàn)是對(duì)中心法則中RNA作用的重要補(bǔ)充,豐富了人們對(duì)基因調(diào)控的認(rèn)識(shí),而對(duì)新miRNA的預(yù)測(cè)和發(fā)現(xiàn),也成了生命科學(xué)
2、研究中舉足輕重的課題。
水稻作為世界上最重要的經(jīng)濟(jì)農(nóng)作物之一,世界上很多國(guó)家和地區(qū)的人們都以它為主食,它與人們的生活密切相關(guān)。而水稻也是唯一的一種得到完整基因組測(cè)序的單子葉植物,因而作為重要經(jīng)濟(jì)農(nóng)作物和模式生物的水稻,對(duì)其miRNA的研究有其特有的方便性和絕對(duì)必要性。
本文運(yùn)用生物信息學(xué)方法預(yù)測(cè)水稻的新miRNA前體及其成熟miRNA。本研究的數(shù)據(jù)來(lái)源是采用水稻基因組中符合一定參數(shù)設(shè)置的反向重復(fù)序列,將包含每
3、對(duì)反向重復(fù)序列的長(zhǎng)序列兩端延伸,從這些延伸后的序列中先剔除已知的水稻前體序列、已知的非編碼小RNA家族序列和已知的編碼序列后,再將剩余的序列通過(guò)RNAfold折疊得出每條序列的二級(jí)結(jié)構(gòu)及其折疊自由能。而后設(shè)置5個(gè)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各條序列進(jìn)行二級(jí)結(jié)構(gòu)過(guò)濾,過(guò)濾后又設(shè)置了10個(gè)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)把過(guò)濾得出的結(jié)果序列和這些序列所包含的反向重復(fù)序列的各21mer進(jìn)行綜合預(yù)測(cè),預(yù)測(cè)結(jié)果中去除得到的候選前體中的冗余序列,再和水稻的EST數(shù)據(jù)庫(kù)做Blast相似性分析
4、,確定表達(dá)的候選前體序列,最后預(yù)測(cè)出的miRNA前體及其成熟miRNA。而在靶基因的預(yù)測(cè)上,以上述預(yù)測(cè)出的21mer成熟miRNA作為探針,在水稻的mRNA序列庫(kù)做比對(duì)搜索,從而得出預(yù)測(cè)出的miRNA的靶基因、所調(diào)控的編碼蛋白和蛋白功能。
本研究在水稻基因組中找出符合一定參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的164726對(duì)反向重復(fù)序列,即包含這些反向重復(fù)序列的164726條延伸后的序列,為待測(cè)序列集;將此序列集剔除掉已知的miRNA序列、已知的非編碼
5、小RNA序列和編碼序列等序列之后,剩余序列為27789條,再通過(guò)二級(jí)結(jié)構(gòu)過(guò)濾和對(duì)過(guò)濾后序列和所包含的反向重復(fù)序列的各21mer進(jìn)行綜合預(yù)測(cè),篩選出2575條序列,去重冗余序列后,剩余1059條,與水稻EST做blast比對(duì)之后,最后得出36條水稻miRNA前體及相應(yīng)的成熟miRNA。對(duì)上述預(yù)測(cè)出的36條水稻miRNA前體所包含的合格21mer作靶基因預(yù)測(cè)之后,得出其中的15條的靶基因40個(gè),發(fā)現(xiàn)有很多可能具有調(diào)控編碼細(xì)胞的生長(zhǎng)和發(fā)育、信
6、號(hào)、新陳代謝基因的miRNA。在本次預(yù)測(cè)出的40個(gè)靶基因中,有6個(gè)靶基因編碼反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子和轉(zhuǎn)錄因子,6個(gè)靶基因編碼與水稻新陳代謝有關(guān)的酶;18個(gè)靶基因編碼各種豐富功能的蛋白質(zhì);而有10個(gè)靶基因編碼未知功能的蛋白質(zhì)。這些都是具有豐富的生物學(xué)意義。
因此本研究有利于發(fā)現(xiàn)水稻更多新的尤其是與已知miRNA非同源的miRNA,能使我們更好地了解新的水稻miRNA所擁有的可能的功能。從而為以后水稻新miRNA的進(jìn)一步驗(yàn)證和生物學(xué)功能
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