DSP1和DSP4协同调控花粉发育和snRNA生物合成
发布时间：2021-10-29 09:01
整合子是一类真核细胞所特有的蛋白因子。多个整合子形成异源多聚体,并与DNA转录酶结合形成复合体,共同参与sn RNA的转录及剪切成熟。目前发现并报道了的与植物拟南芥sn RNA合成相关的整合子只有五个,包括DSP（Defective in sn RNA Processing）1-4以及CPSF73-I（Cleavage and Polyadenylation Specificity Factor 73 k Da）。先前的研究表明,拟南芥DSP1复合物对植物的发育至关重要。然而,目前尚不清楚DSP1复合物亚基间是如何共同作用来调控植物发育的。本研究以拟南芥dsp4-1、dsp1-1和dsp4-1dsp1-1突变体为实验材料,利用反向遗传学、细胞生物学、分子生物学及生物化学等多种生物学方法对拟南芥整合子DSP1和DSP4在花粉发育和sn RNA生物合成过程的功能进行了深入的研究。GUS染色发现,DSP4在根、幼苗、花粉、叶片和胚珠中均有表达,特别是在花粉和胚胎中高表达,而在茎、花苞、未受精的子房中均不表达。我们对dsp4-1单突变体和以单突变体dsp4-1、dsp1-1为材料杂交得到的ds...
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
拟南芥胚胎发育过程的形态建成[31]
广西大学硕士学位论文DSP1和DSP4协同调控花粉发育和snRNA生物合成7传活动中起着十分重要的调控作用[74-77]。snRNA主要包括U1、U2、U4、U5、U6和U12，其中U1、U2、U4、U5和U12通过依赖于DNA的RNA聚合酶II转录，U6通过依赖于DNA的RNA聚合酶III转录产生前体snRNA（pre-snRNA），当前体snRNA（pre-snRNA）转录完成时，整合子复合体在pre-snRNA的3′box前端剪切RNA序列，最终形成成熟的snRNA[62,78-80]。尽管snRNA早在1968年就被发现[73]，其在生物体内的作用也早已清楚，但是snRNA在生物体内是如何加工生产的一直是个谜。直到2005年，RaminShiekhattar实验室鉴定出与人类细胞snRNA转录合成相关的12个蛋白因子，并命名为整合子（Integrator,INT），才解开了这个谜题[41]。尽管整合子的发现时间并不长，但其研究进展相当迅速，已在多个生物物种中被研究报道，目前已知的整合子已有14个[50]。随着诸多整合子的相继报道，以及在snRNA生物合成方面不断的研究，整合子参与snRNA生物合成的过程逐渐清晰，并提出了相应的理论模型[41]。图1-2整合子复合物参与snRNA生物合成[41]。（1）整合子复合物与RNA聚合酶II相互作用并结合到snRNA基因的启动子上。（2）整合子复合物与RNA聚合酶II结合形成转录复合体，启动pre-snRNA序列的转录。（3）整合子复合物在pre-snRNA的3′box信号序列附近切割pre-snRNA。（4）成熟snRNA和整合子复合物的释放。Fig1-2IntegratorcomplexparticipateinsnRNAbiosynthesis[41].(1)TheIntegratorcomplexinteractswithRNApolymeraseIIatthepromoterofsnRNAsgenes.(2)TheIntegratorcomplextravelswiththepolymeraseuntiltranscriptionofthe3′box.(3)RNAprocessingoccurs
广西大学硕士学位论文DSP1和DSP4协同调控花粉发育和snRNA生物合成91.5.2.2Lsm类细胞核小RNA类Sm（Lsm）蛋白是一种RNA结合蛋白，广泛存在于多种生物体内。U6和U6atac是目前唯一已知的Lsm类snRNA，参与各种与RNA代谢相关的信号通路。Lsm类snRNA含有一个5′-单甲基磷酸酯（MPG）帽和一个3′端茎环结构，终止于一段由尿苷残基形成的Lsm蛋白结合位点。Lsm类snRNA通过RNA聚合酶III（PolⅢ）转录，其转录产物一直留在细胞核中，不会被输出到细胞质中。在3′末端形成Lsm结合位点的尿苷也兼作PolⅢ转录终止子[81,88]。U6snRNP含有LSm2-LSm8共7种类Sm（LSm）蛋白，能够在U6snRNA上形成类似于Sm核心域的异源环状七聚体[89]。图1-3Sm类细胞核小RNA（snRNA）和Lsm类细胞核小RNA结构图[81]。Fig1-3AnatomicalfeaturesofSm-classsmallnuclearRNAsandLsm-classsmallnuclearRNAs[81].1.5.3snRNA含量变化及其调控作用由于snRNA的作用具有广泛性和基础性，过去曾错误地认为snRNA含量在各组织细胞中是稳定的，并且常被做作为生化实验的内参RNA。但近些年逐渐认识到snRNA含量并非一成不变。虽然snRNA的转录及成熟过程已比较清楚，但是snRNA含量在不同组织中差异化调控的机制则知之甚少。UsnRNAs（U1-U6snRNA）主要参与pre-mRNA和pre-rRNA的加工。所以UsnRNAs可能会通过改变自己的代谢来调控pre-mRNA和pre-rRNA的加工，进而调控细胞的生长。有了这个想法，研究人员观察了胚胎发育过程中snRNA含量的变化，在胚胎发育早期，snRNAs的表达水平都很高，但是
【参考文献】：
期刊论文
[1]农杆菌介导DR1172基因转化拟南芥[J]. 张新,崔广艳,陈翠娜,张思维,代其林,王劲. 基因组学与应用生物学. 2012(06)
[2]被子植物胚胎发育的分子调控[J]. 蒋丽,齐兴云,龚化勤,刘春明. 植物学通报. 2007(03)
[3]植物雄配子体发生和发育的遗传调控[J]. 杨克珍,叶德. 植物学通报. 2007(03)
博士论文
[1]拟南芥蛋白激酶PTI1-5在花粉管和根毛生长中的作用研究[D]. 廖宏泽.中国农业大学 2017
[2]拟南芥profilin在花粉管生长过程中的功能和作用机制的研究[D]. 刘晓楠.中国农业大学 2016
[3]SERKs调控拟南芥的胚胎发育[D]. 蔡泽坪.兰州大学 2015
[4]拟南芥AtHMGB15基因在花粉管萌发生长过程中的功能研究[D]. 王玉娇.中国农业大学 2014
[5]反义GNOM诱导表达系统短时调控生长素分布对拟南芥胚胎发生和根发育的影响[D]. 郭荆哲.武汉大学 2010
[6]拟南芥suf3突变体对种子萌发及胚胎发育影响的初步研究[D]. 燕志强.兰州大学 2009
[7]拟南芥胚胎发育相关基因AtFEM和鼠李糖合成酶基因AtRHM1的功能分析[D]. 王金凤.中国农业科学院 2008
硕士论文
[1]拟南芥VAC14调控花粉发育的机理研究[D]. 张威通.山东农业大学 2018
[2]Tudor-SN蛋白与SmB蛋白的结合及功能研究[D]. 高星杰.天津医科大学 2010
[3]拟南芥tam-t突变体小孢子发生和胚胎发育的研究[D]. 吴颍华.兰州大学 2009
本文编号：3464378
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
拟南芥胚胎发育过程的形态建成[31]
广西大学硕士学位论文DSP1和DSP4协同调控花粉发育和snRNA生物合成7传活动中起着十分重要的调控作用[74-77]。snRNA主要包括U1、U2、U4、U5、U6和U12，其中U1、U2、U4、U5和U12通过依赖于DNA的RNA聚合酶II转录，U6通过依赖于DNA的RNA聚合酶III转录产生前体snRNA（pre-snRNA），当前体snRNA（pre-snRNA）转录完成时，整合子复合体在pre-snRNA的3′box前端剪切RNA序列，最终形成成熟的snRNA[62,78-80]。尽管snRNA早在1968年就被发现[73]，其在生物体内的作用也早已清楚，但是snRNA在生物体内是如何加工生产的一直是个谜。直到2005年，RaminShiekhattar实验室鉴定出与人类细胞snRNA转录合成相关的12个蛋白因子，并命名为整合子（Integrator,INT），才解开了这个谜题[41]。尽管整合子的发现时间并不长，但其研究进展相当迅速，已在多个生物物种中被研究报道，目前已知的整合子已有14个[50]。随着诸多整合子的相继报道，以及在snRNA生物合成方面不断的研究，整合子参与snRNA生物合成的过程逐渐清晰，并提出了相应的理论模型[41]。图1-2整合子复合物参与snRNA生物合成[41]。（1）整合子复合物与RNA聚合酶II相互作用并结合到snRNA基因的启动子上。（2）整合子复合物与RNA聚合酶II结合形成转录复合体，启动pre-snRNA序列的转录。（3）整合子复合物在pre-snRNA的3′box信号序列附近切割pre-snRNA。（4）成熟snRNA和整合子复合物的释放。Fig1-2IntegratorcomplexparticipateinsnRNAbiosynthesis[41].(1)TheIntegratorcomplexinteractswithRNApolymeraseIIatthepromoterofsnRNAsgenes.(2)TheIntegratorcomplextravelswiththepolymeraseuntiltranscriptionofthe3′box.(3)RNAprocessingoccurs
广西大学硕士学位论文DSP1和DSP4协同调控花粉发育和snRNA生物合成91.5.2.2Lsm类细胞核小RNA类Sm（Lsm）蛋白是一种RNA结合蛋白，广泛存在于多种生物体内。U6和U6atac是目前唯一已知的Lsm类snRNA，参与各种与RNA代谢相关的信号通路。Lsm类snRNA含有一个5′-单甲基磷酸酯（MPG）帽和一个3′端茎环结构，终止于一段由尿苷残基形成的Lsm蛋白结合位点。Lsm类snRNA通过RNA聚合酶III（PolⅢ）转录，其转录产物一直留在细胞核中，不会被输出到细胞质中。在3′末端形成Lsm结合位点的尿苷也兼作PolⅢ转录终止子[81,88]。U6snRNP含有LSm2-LSm8共7种类Sm（LSm）蛋白，能够在U6snRNA上形成类似于Sm核心域的异源环状七聚体[89]。图1-3Sm类细胞核小RNA（snRNA）和Lsm类细胞核小RNA结构图[81]。Fig1-3AnatomicalfeaturesofSm-classsmallnuclearRNAsandLsm-classsmallnuclearRNAs[81].1.5.3snRNA含量变化及其调控作用由于snRNA的作用具有广泛性和基础性，过去曾错误地认为snRNA含量在各组织细胞中是稳定的，并且常被做作为生化实验的内参RNA。但近些年逐渐认识到snRNA含量并非一成不变。虽然snRNA的转录及成熟过程已比较清楚，但是snRNA含量在不同组织中差异化调控的机制则知之甚少。UsnRNAs（U1-U6snRNA）主要参与pre-mRNA和pre-rRNA的加工。所以UsnRNAs可能会通过改变自己的代谢来调控pre-mRNA和pre-rRNA的加工，进而调控细胞的生长。有了这个想法，研究人员观察了胚胎发育过程中snRNA含量的变化，在胚胎发育早期，snRNAs的表达水平都很高，但是
【参考文献】：
期刊论文
[1]农杆菌介导DR1172基因转化拟南芥[J]. 张新,崔广艳,陈翠娜,张思维,代其林,王劲. 基因组学与应用生物学. 2012(06)
[2]被子植物胚胎发育的分子调控[J]. 蒋丽,齐兴云,龚化勤,刘春明. 植物学通报. 2007(03)
[3]植物雄配子体发生和发育的遗传调控[J]. 杨克珍,叶德. 植物学通报. 2007(03)
博士论文
[1]拟南芥蛋白激酶PTI1-5在花粉管和根毛生长中的作用研究[D]. 廖宏泽.中国农业大学 2017
[2]拟南芥profilin在花粉管生长过程中的功能和作用机制的研究[D]. 刘晓楠.中国农业大学 2016
[3]SERKs调控拟南芥的胚胎发育[D]. 蔡泽坪.兰州大学 2015
[4]拟南芥AtHMGB15基因在花粉管萌发生长过程中的功能研究[D]. 王玉娇.中国农业大学 2014
[5]反义GNOM诱导表达系统短时调控生长素分布对拟南芥胚胎发生和根发育的影响[D]. 郭荆哲.武汉大学 2010
[6]拟南芥suf3突变体对种子萌发及胚胎发育影响的初步研究[D]. 燕志强.兰州大学 2009
[7]拟南芥胚胎发育相关基因AtFEM和鼠李糖合成酶基因AtRHM1的功能分析[D]. 王金凤.中国农业科学院 2008
硕士论文
[1]拟南芥VAC14调控花粉发育的机理研究[D]. 张威通.山东农业大学 2018
[2]Tudor-SN蛋白与SmB蛋白的结合及功能研究[D]. 高星杰.天津医科大学 2010
[3]拟南芥tam-t突变体小孢子发生和胚胎发育的研究[D]. 吴颍华.兰州大学 2009
本文编号：3464378
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