基于全长转录本测序的小鼠视网膜基因间lncRNA系统鉴定

发布时间：2020-10-23 20:23

　　 目前在真核生物的基因组中已经发现了大量的长链非编码RNAs(lncRNAs),而近年来,越来越多的证据表明这类非编码基因在生物体表观遗传水平,转录和转录后水平等多个层次都发挥着极为重要的调控作用。小鼠视网膜是研究神经细胞发育和分化的重要模型。此前的相关研究已使我们对转录因子等蛋白编码基因在视网膜形成过程中的作用有了较多的了解,但lncRNAs在小鼠视网膜中的表达及在视网膜神经细胞分化和发育过程中功能尚未有全面地研究。本研究利用l ong-read测序方法,从胚胎小鼠和新生小鼠视网膜中共鉴定出690个基因间区的lncRNA(lincRNA),包括940个转录本,其中约16%可能是视网膜特异性表达的。对其邻近基因的功能分析表明,这些视网膜lincRNA与视网膜神经元细胞的分化和发育密切相关。进一步研究表明在视网膜神经节细胞(retinal ganglion c ell,RGC)分化关键调控因子(Math5,Isl1和Brn3b)功能丧失后,有90个lincR NA表达水平出现显著变化,提示其可能在RGC的发育过程中有重要功能,其中包括与POU结构域转录因子(Pou4f1、Pou4f2和Pou4f3)相邻的lincRNA基因linc-3a,linc-3b和linc-3c,且随后的原位杂交实验表明这3个lincRNA可能具有RGC细胞特异性。综上所述,这项工作提供了小鼠视网膜lincRNA的更全面的注释,这将对进一步探讨它们在视网膜发育中的重要功能以及深入了解视网膜发育的调控机制有极大的促进作用。
【学位单位】：杭州师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：Q344
【部分图文】：

分为视锥细胞(cones)和视杆细胞(rods)，它们紧挨着色素上皮层(retinalpigmented epithelium, RPE)。图1.1 小鼠视网膜结构[3]。1.2 视网膜的发生多年来视网膜发育的过程已经研究的相对深入，在视网膜细胞增殖、细胞命运、分化迁移、突触发生和细胞凋亡等机制都有大量的研究报道[4]。从结构上看，视网膜是贴近眼球壁的里层组织，由神经外胚层演变而来。胚胎发育过程中，前脑外翻逐渐形成视泡，在视泡的诱导下外胚层形成晶状体，

杭州师范大学硕士学位论文 引言这种活性[80]。(4)蛋白质介导的相互作用：近四分之一的人类已知蛋白具有核苷酸结合域[81]，因此蛋白质很有可能充当 lncRNA 与靶基因相连的媒介。例如，在端粒复合物中，核糖核蛋白 hnRNP A2 结合端粒酶 RNA40 和端粒 DNA[82]，填补 DNA 复制过程损失的端粒 DNA[83]。

个 ORF 具有明显的结构域特征，16,251 个与已知的小鼠蛋白质具有高度相似性。任何包含这些 ORF 的转录本都被过滤，得到一个有 33,060 个转录本的集合。用基于核苷酸序列的同源搜索 (BLASTN) 对比得出有 3,306 个转录本被映射到特征的 5’-或 3’- 非翻译区域 (UTRs)，这些被认为蛋白质编码转录本的片段。此外，将保留的 29,754 个转录本的外显子和内含子结构，用 MatchAnnot 将其与已注释的小鼠基因进行了比较。如果转录物的结构与已知的蛋白质编码/结构 RNA 基因完全匹配，或者它们与蛋白质编码基因共享一个或多个内含子，则对其进行过滤，最终得到 27,867 个候选 lncRNAs，其中总共 5,404 个含有多外显子。值得注意的是，来源于 Iso-seq 的转录本不存在链的特异性，因此尽管有许多候选 lncRNAs 可以根据其初始序列和结构的相似性分类为反义/内含子 lncRNAs，且拥有很高的置信度，但是在许多情况下很难准确区分反义/内含子 lncRNAs 与蛋白质编码基因的转录本。因此，本文只选取了所有的 940 个多外显子的lincRNAs 进行后续分析。
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本文编号：2853497