半滑舌鳎miRNA前体预测及靶基因分析

发布时间：2020-06-15 15:38

【摘要】：半滑舌鳎是我国重要的水产养殖鱼类,养殖规模越来越大,要想提高产量除了改进养殖技术还得进行品种改良和疾病防治。半滑舌鳎经常发生各种疾病,尤其是病毒病。虽然有些药物可以治疗疾病,但长期大面积地使用药物,会使水体恶化更加严重。所以,培育新品种和提高鱼类自身抵抗病原微生物的入侵才是提高半滑舌鳎产量的根本解决办法。miRNA最早是在真核生物线虫体内发现的,长约22个核苷酸的单链内源性非编码小RNA分子,具有调控功能。miRNA调控的编码基因很多在免疫中起重要作用,还有很多参与生物体发育和形态建成。miRBase中还没收录半滑舌鳎,miRNA在半滑舌鳎中的研究还很少。本研究利用生物信息学方法,从mi RBase数据库下载得到所有物种的miRNA序列,编写Perl脚本提取2938条人和斑马鱼的成熟miRNA序列,去冗余后利用本地Blastn与半滑舌鳎基因组进行比对,筛选得到437条序列。将匹配位点两端延伸75bp(匹配位点前65个碱基与后10个碱基以及匹配位点前10个碱基与后65个碱基),利用编写的Perl脚本提取序列作为候选序列,共得到874条mi RNA前体。利用RNAfold将前体候选序列折叠,并预测其最小自由能(MFE)。利用Triplet-SVM-classifier和LibSVM的机器学习方法,使用训练好的模型处理RNAfold产生的874个候选miRNA前体,预测得到miRNA前体291个。系统发育分析mir-20和mir-133家族,结果表明mir-20可能在鱼类中高度保守,半滑舌鳎mir-133a与原鸡和鲤鱼亲缘关系较近。选取感兴趣的miRNA对其进行靶基因预测及功能注释,利用miRanda进行靶基因预测,共得到155个靶基因。其中有28个靶基因转录本没有匹配到NR库,127个找到同源蛋白。GO注释Blast结果127个靶基因中有55个被注释成功。利用WEGO软件对所有基因从宏观上做GO功能分类统计并可视化显示,以了解其靶基因功能分布。miRNA靶基因注释结果:59个注释到了分子功能中的6个亚类,功能主要是关于分子结合(23个)、催化活性(12个)和信号传导活性(10个)3个亚类;232个注释到了细胞组分中的11个亚类,功能主要是关于细胞(44个)、细胞部分(42个)和膜(31个);272个注释到了生物学过程中的22个亚类,功能主要是关于单一生物体过程(32个)和细胞过程(31个)。通过利用一系列生物信息学软件对靶基因WSB1的表达产物进行理化性质分析和高级结构预测。WSB1蛋白产物分子式为C_(2117)H_(3291)N_(589)O_(610)S_(20),分子量为47.4 kDa;等电点为7.56;带负电荷残基(Asp+Glu)数目为45,带正电荷残基(Arg+Lys)数目为46;不稳定系数为39.50,判定为稳定蛋白;平均亲水系数GRAVY为-0.144,判定为具有亲水性的水溶性蛋白。该蛋白没有信号肽,说明该蛋白是细胞质蛋白,不是分泌蛋白,这与WSB1的功能特性相一致。亚细胞定位,该蛋白定位在细胞质、细胞核。利用CDD(保守结构域数据库)进行结构域分析,证明该蛋白具有两个特点:第一,具有WD40repeat结构域功能涉及面比较广;第二,C末端具有SOCS box。三级结构预测WSB1含有一个环状结构。本研究通过生物信息学方法预测半滑舌鳎miRNA前体,并进行靶基因预测、功能注释和靶基因WSB1分析,为miRNA具体作用机制研究、疾病防治和品种改良,提供参考和理论依据,计算分析的结果后续还需进行实验验证。
【学位授予单位】：河北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S917.4
【图文】：

miRNA的生物合成[22]

mir-20家族的同源性比对Fig.2.1Homologouscomparisonofmir-20family

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本文编号：2714631