氨基酸对秀丽隐杆线虫寿命的影响及分子机制的初步研究

发布时间：2017-03-27 17:10

  本文关键词：氨基酸对秀丽隐杆线虫寿命的影响及分子机制的初步研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：延年益寿是人类古往今来的共同夙愿，而延长寿命与减缓衰老也逐渐成为当今生命科学研究领域的热点课题之一。寿命的调控机制较为复杂，由基因遗传和外界环境两者共同作用，其中基因具有决定性的作用，但其作用机理尚未明确。本课题以秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans，C.elegans）作为模式生物，通过氨基酸对其寿命及表型特征的影响，致力于从基因方面为切入点探究其寿命调控分子机理，最终可以通过控制饮食减缓甚至逆转衰老进程而延长寿命。 本文通过文献查阅和相关信息收集，，对已明确报道与线虫寿命关系密切的基因进行归纳总结，运用生物信息学数据库及KGML软件成功构建线虫寿命局部基因网络，该网络将寿命相关基因、小分子化合物以及代谢模块通过相应生物途径紧密相连。该基因网络打破了之前通过致使单个基因突变进而调控寿命的研究模式，清晰的展现了基因之间的相互作用，小分子对基因表达的影响及对应代谢通路的调控作用，为从一个全新的角度探寻寿命调控分子机理提供了较为可靠的技术平台。 通过对线虫喂食3种不同浓度梯度（0.1×、1×和10×）的21种氨基酸小分子，观察对其寿命的影响，筛选出16种组合对线虫寿命具有显著影响效果。以此为基础进行2次平行实验及生理特征观察，发现10Cys、10Asn、10Thr、10Asp、1Tyr和1Met不仅可以影响线虫寿命而且实验重现性极好，其中10Cys显著影响线虫的生理特征，不仅可以提高活性而且喂食该种氨基酸的线虫身体非常瘦小。经过综合考量确定10Cys、10Asn和10Asp为基因表达水平变化测试对象，这三种氨基酸对线虫均有明显的减寿作用。 使用实时荧光定量PCR技术检测10Cys、10Asn和10Asp分别喂养5d、10d和15d的线虫体内相应寿命相关基因的表达水平。实验结果显示：各基因的表达水平均发生不同程度的变化，其中age-1和pdk-1在喂食10Cys第5天的线虫体内与其他线虫相比表达水平提高了2倍以上；age-1、pdk-1、akt-1和nmr-1四个基因在喂食10Asp线虫体内，喂食时间越长基因表达越高。其中nmr-1在喂食10Asp线虫体内，第15天时的表达量远高于第5天时的表达量，高达上万倍。上述发现说明氨基酸会影响线虫寿命相关基因的表达水平，但是从局部基因网络角度并未发现明显规律，有待进一步深入探究。
【关键词】：秀丽隐杆线虫 寿命 局部基因网络 氨基酸 实时荧光定量PCR
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R339.36
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-10
• 第1章 绪论10-21
• 1.1 课题背景10-11
• 1.2 研究目的及意义11
• 1.3 国内外研究进展11-20
• 1.3.1 秀丽隐杆线虫11-16
• 1.3.2 氨基酸16-17
• 1.3.3 基因网络17-18
• 1.3.4 实时荧光定量 PCR18-20
• 1.4 课题来源和研究内容20-21
• 1.4.1 课题来源20
• 1.4.2 研究内容20-21
• 第2章 线虫寿命局部基因网络的构建21-30
• 2.1 引言21
• 2.2 材料与方法21-24
• 2.2.1 实验材料21-24
• 2.2.2 实验方法24
• 2.3 结果与分析24-28
• 2.3.1 线虫寿命相关基因的查找与筛选结果24-25
• 2.3.2 寿命相关基因所参与代谢通路的查找结果25-27
• 2.3.3 线虫寿命局部基因网络的构建27-28
• 2.4 讨论28-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 氨基酸对线虫寿命影响的初步筛选实验30-52
• 3.1 引言30
• 3.2 材料与方法30-34
• 3.2.1 实验材料与仪器30-32
• 3.2.2 实验方法32-34
• 3.3 结果与分析34-50
• 3.3.1 半胱氨酸（Cys）对线虫寿命的影响34-35
• 3.3.2 甘氨酸（Gly）对线虫寿命的影响35-36
• 3.3.3 谷氨酸（Glu）对线虫寿命的影响36
• 3.3.4 丝氨酸（Ser）对线虫寿命的影响36-37
• 3.3.5 精氨酸（Arg）对线虫寿命的影响37-38
• 3.3.6 丙氨酸（Ala）对线虫寿命的影响38-39
• 3.3.7 天冬氨酸（Asp）对线虫寿命的影响39
• 3.3.8 鸟氨酸（Orn）对线虫寿命的影响39-40
• 3.3.9 天冬酰胺（Asn）对线虫寿命的影响40-41
• 3.3.10 谷氨酰胺（Gln）对线虫寿命的影响41-42
• 3.3.11 苯丙氨酸（Phe）对线虫寿命的影响42
• 3.3.12 酪氨酸（Tyr）对线虫寿命的影响42-43
• 3.3.13 色氨酸（Try）对线虫寿命的影响43-44
• 3.3.14 苏氨酸（Thr）对线虫寿命的影响44-45
• 3.3.15 赖氨酸（Lys）对线虫寿命的影响45
• 3.3.16 组氨酸（His）对线虫寿命的影响45-46
• 3.3.17 甲硫氨酸（Met）对线虫寿命的影响46-47
• 3.3.18 脯氨酸（Pro）对线虫寿命的影响47-48
• 3.3.19 缬氨酸（Val）对线虫寿命的影响48-49
• 3.3.20 亮氨酸（Leu）对线虫寿命的影响49
• 3.3.21 异亮氨酸（Ile）对线虫寿命的影响49-50
• 3.4 讨论50-51
• 3.5 本章小结51-52
• 第4章 氨基酸对线虫寿命影响的重复验证及生理特征观察52-66
• 4.1 引言52
• 4.2 材料与方法52-53
• 4.2.1 实验材料与仪器52
• 4.2.2 实验方法52-53
• 4.3 结果与分析53-64
• 4.3.1 差异极显著组重复验证实验及生理特征观察53-59
• 4.3.2 差异显著组重复验证实验及生理特征观察59-64
• 4.4 讨论64-65
• 4.5 本章小结65-66
• 第5章 线虫寿命相关基因表达水平的检测66-88
• 5.1 引言66
• 5.2 材料与方法66-71
• 5.2.1 实验材料66-67
• 5.2.2 实验方法67-71
• 5.3 结果与分析71-86
• 5.3.1 RNA 质量的验证71
• 5.3.2 用于 Q-PCR 的引物筛选结果71-72
• 5.3.3 各基因 Q-PCR 体系的确定72-73
• 5.3.4 实时荧光定量 PCR 检测寿命相关基因表达水平结果73-86
• 5.4 讨论86-87
• 5.5 本章小结87-88
• 结论88-89
• 参考文献89-93
• 附录93-102
• 攻读学位期间发表的学术论文102-104
• 致谢104

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 赵晴;蒋nInI;;秀丽隐杆线虫研究综述[J];安徽农业科学;2010年19期

2 沈静德;;秀丽隐杆线虫是研究发育生物学的好材料[J];生物学通报;1991年09期

3 屈长青;陆娟;姬云涛;;秀丽隐杆线虫体内脂滴的尼罗红染色观察[J];中国组织化学与细胞化学杂志;2010年05期

4 徐林丽;高学娟;屈长青;;秀丽隐杆线虫体内脂肪染色方法的探究[J];中国组织化学与细胞化学杂志;2010年06期

5 高学娟;尹文彦;陆娟;屈长青;;染色法鉴别秀丽隐杆线虫生命状态探究[J];广东农业科学;2010年09期

6 王云;杨亚楠;简风雷;吴杰宇;沈洁;王顺昌;;基于模式生物秀丽隐杆线虫的三丁基锡生态毒性评价[J];生态学报;2011年13期

7 王

本文编号：270724