小鼠大脑皮层发育相关基因自然反义转录物的筛选与鉴定

发布时间：2018-01-03 16:21

本文关键词：小鼠大脑皮层发育相关基因自然反义转录物的筛选与鉴定　出处：《北京协和医学院》2012年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：非编码RNA (non-coding RNA, ncRNA)已成为当今生命科学领域研究热点之一,随着ncRNA重要功能不断被发现,越来越引起科学界对这些ncRNA的重视。非编码RNA对基因的表达调控起着至关重要的作用,对生物生长发育、疾病发生等生理过程具有广泛影响。长非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是指一类长度大于200nt,但并不具备编码蛋白质功能的基因转录产物。长非编码RNA在生物体生长发育的各个阶段发挥着重要的调控功能,如在胚胎发育阶段,它可以引起可遗传的等位基因后期沉默,表观性状维持,对多细胞动物的正常发育和细胞分化至关重要。作为一类新类型的长非编码RNA,天然反义转录物(Natural antisense transcripts, NAT)由蛋白编码基因的反义链转录产生,其中少数NAT可以编码蛋白。它是在自然环境中生物体内存在的反义RNA分子,与对应的正义RNA (sense RNA)通过碱基互补配对,发挥其对正义基因的调控作用。 1976年,Barrell等在病毒中发现NAT的存在,之后相继在人类、小鼠、大鼠、鸡、果蝇、线虫和水稻、拟南芥、酵母等各种动植物中得到证实。在不同物种中间NAT广泛存在,如大约15%的人蛋白编码基因存在NAT。目前越来越多的研究发现,在真核生物中,NAT通过参与包括基因组印记、RNA干扰、转录、翻译调节、选择性剪接、x染色体失活和RNA编辑等多种基因表达调控过程,影响了生物体的发育以及疾病的发生。而我们对NAT在神经系统发育过程中发挥的作用还知之甚少,本研究旨在寻找与神经系统发育相关的NAT,通过大规模的筛选与鉴定,寻找小鼠大脑新皮层发育过程中相关的基因的NAT,并对其功能做初步探索。我们选取了小鼠大脑皮层发育相关的63个基因作为候选基因,这些基因包括了在皮层形成过程中起到重要作用的转录因子,皮层特异层次的标记分子等。它们对神经系统的发育特别是皮层发育都起到了至关重要的作用。通过北京大学NAT预测网站http://natsdb.cbi.pku.edu.cn/,对候选基因进行NAT预测,预测结果显示有31个基因可能存在反义转录物。我们用成年鼠脑,E12.5天胎脑,小鼠胚胎成纤维细胞、NIH小鼠成纤维细胞作为筛选材料,用链特异性RT-PCR的方法鉴定,结果确定了8个基因存在NAT。为了对NAT功能进行深入探索,我们应用cDNA末端快速扩增的方法,对8个NAT3’5’末端进行扩增,得到特异的产物后连接到pGEM-T载体中测序,结果得到Id2-NAT, Mef2c-NAT, Foxg1-NAT3'端的序列信息,Lmo4-NAT, Ldb2-NAT, Foxg1-NAT5'端的序列信息。 NAT所发挥的生物学功能与其时空定位密切相关,为了更好的开展NAT与其基因相互作用关系的研究,进而了解它在神经系统发育中的作用,我们首先用原位杂交的方法观察了Lmo4,Ldb2,Foxgl及其相应的反义转录物在小鼠大脑皮层中的表达情况,根据得到的NAT的序列信息设计反义转录物的原位杂交探针,发现了Foxgl及其NAT的表达模式出现了一定的协同趋势。接着我们检测了了不同发育时间点E12.5,E14.5,E16.5,E18.5Foxgl及其NAT在鼠脑中的表达,证明了在不同发育时间点都存在这种协同趋势,以上的研究结果为探讨这些皮层发育中重要基因的NAT的功能奠定了基础。
[Abstract]:Non - coding RNA ( ncRNA ) has become one of the hot topics in the field of life sciences . As the important function of ncRNA is constantly being found , the importance of the scientific community to these ncRNAs is becoming more and more important . The non - coding RNA plays an important role in regulating the expression and regulation of genes , which has a wide impact on the physiological processes of biological growth and development and disease occurrence . Long non - coding RNA ( lncRNA ) refers to a kind of gene transcript having a length greater than 200nt , but does not possess the function of coding protein . The long non - coding RNA plays an important role in regulating the growth and development of organisms . In 1976 , Barrell et al found the existence of NAT in virus , and then confirmed the existence of NAT in human , mouse , rat , chicken , fruit fly , nematode and rice , Arabidopsis thaliana , yeast and so on . We selected 63 genes related to the development of cerebral cortex of mice as candidate genes . These genes include transcription factors that play an important role in the formation of the cortex , the marker molecules at the specific level of the cortex , etc . The results show that there are 31 genes that may have antisense transcripts . The results show that there are 31 genes which may have antisense transcripts . The results show that the sequences of Id2 - NAT , Mef2c - NAT , Foxg1 - NAT3 ' end , Lmo4 - NAT , Ldb2 - NAT , Foxg1 - NAT5 ' end are obtained . The biological function of NAT is closely related to its space - time location . In order to better carry out the research on the relationship between NAT and its gene , we have studied the expression of Lmo4 , Ldb2 , Foxgl and its corresponding antisense transcript in the cerebral cortex of mice .

【学位授予单位】：北京协和医学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：R346

【共引文献】