八肋游仆虫中编程性翻译移码基因的研究

发布时间：2019-05-18 12:12

【摘要】：编程性翻译移码是指核糖体通过向前移动一个碱基(+1移码)或者向后倒退一个碱基(-1移码)然后继续多肽链合成的现象,这种现象更换了mRNA的翻译读框,发生在蛋白质的合成过程中。-1位的编程性翻译移码最初发现于逆转录病毒中,后来在细菌以及一些真核生物基因中也陆续发现有此类现象。现今,在很多种不同的生物中均发现有编程性翻译移码的存在,而游仆虫中发生编程性翻译移码的频率比其他真核生物中明显要高出很多。我们推测游仆虫中需要通过编程性翻译移码来表达其完整蛋白的基因高达5%甚至更多,它们发生一个或多个+1位的移码从而产生它们的蛋白产物,这个推测是基于对游仆虫属中已知的67个基因的分析得出的。影响编程性翻译移码的因素有多种,如tRNA、SD相似序列、假结或茎环结构、肽链释放因子等。本课题组最近对八肋游仆虫(Euplotes octocarinatus)基因组转录组进行了数据分析,预测八肋游仆虫中需要发生编程性翻译移码来产生它们各自的蛋白产物的基因比例高达11.2%,其中编码蛋白激酶类基因居多。为了进一步探究八肋游仆虫中这些预测到的移码基因的真实性及其是否发生编程性翻译移码现象,本研究利用了在酵母中研究编程性翻译移码的双荧光素酶报告检测体系,同时将报告质粒与杂合肽链释放因子pBF001转入酵母体系,检测移码基因的移码效率。获得以下主要结果:1、本研究选取编程性翻译移码候选基因酪蛋白激酶CK2进行分析。CK2是真核生物中普遍存在的非依赖性丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,在细胞周期,细胞增殖和生长,细胞生存和细胞凋亡中起着至关重要的作用。八肋游仆虫转录组数据分析显示有七个蛋白激酶CK2编码序列,包括四个α亚基序列和三个β亚基序列。本研究首先在大核DNA和cDNA中均获得了这七个基因的扩增产物,表明这些基因在八肋游仆虫中是存在的,而且是有转录产物的,将七条序列命名为EoCK2α-1,EoCK2α-2,EoCK2α-3,EoCK2α-4,EoCK2β-1,EoCK2β-2和EoCK2β-3。随后对其编码的氨基酸序列进行分析,鉴于蛋白激酶都含有12个保守的结构域,而EoCK2α-1,EoCK2α-2,EoCK2α-3三个基因如果不发生移码,就会形成不完整的截短蛋白,且三条序列均含有典型的移码位点,因此我们预测其会发生编程性翻译移码。2、在利用序列比对分析确定了EoCK2α-1为+1编程性翻译移码候选基因后,进一步利用双荧光素酶报告检测体系进行了实验验证。将移码基因EoCK2α-1插入双荧光素酶报告基因中,然后将重组质粒和杂合肽链释放因子pBF001转入酵母中,糖原转换后收集酵母细胞进行移码效率的测定,结果表明,约有1%的EoCK2α-1可在酵母中发生移码,初步证实了EoCK2α-1为八肋游仆虫中一个新的移码基因。3、课题组在转录组数据分析时预测到八肋游仆虫一个特殊的基因MAPK1(丝裂原活化蛋白激酶),该基因需要发生两次+1位移码,才能表达完整的蛋白。之前已有文章报道Euplotes raikovi和Euplotes nobilii两种游仆虫中的MAPK1基因都需要发生一次+1位编程性翻译移码才能表达完整的蛋白,为了研究这个特殊的包含两个移码位点的基因,本研究同样利用在酵母中研究编程性翻译移码的双荧光素酶报告检测体系对EoMAPK1移码进行了研究,测定其在酵母中的移码效率,结果表明,利用双荧光素酶报告检测体系只能检测到EoMAPK1的第一个移码位点可以发生移码,而第二个移码位点检测不到移码效率,提示利用双荧光素酶报告检测体系在酵母中研究游仆虫的编程性翻译移码现象有其局限性。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：Q78

【参考文献】