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核小体是细胞核中一种由DNA(脱氧核糖核苷酸)和组蛋白组成的复合结构。在细胞的基因表达调控中,它有着重要的作用。一直以来,对不同基因组区域的核小体的分布的差异都有不同的解释。一种观点认为这种差异主要是由顺式作用引起的,即该区域的DNA序列差异导致了核小体的分布差异;而另外一种观点认为反式作用,即细胞内的各种调控因子在这种差异形成的过程中起了主导作用。最近一些研究通过对酿酒酵母和鸡的核小体分布进行分析后发现,核小体的形成存在很强的序列偏好性。例如,在启动子接近起始密码子的区域,往往存在一个核小体富集的区域;而在鸡的实验中,研究人员将提取出来的基因组序列与表达的组蛋白结合,再用微球菌酶进行切割后,测序后发现,大部分基因组区域的核小体分布与原来是一样的。以上都说明在物种内的核小体分布的差异主要是由顺式作用引起的。
然而,目前还未见有关于物种间核小体位置差异的报道。我们知道物种的进化其中一个很重要的就是基因表达水平的变化。弄清楚影响物种间核小体同源基因区域的核小体分布差异的机制,将有助于我们理解基因表达调控的进化,并且能更好地帮助我们理解顺式和反式作用在物种进化中的作用。
为了验证顺式和反式作用在进化中对酵母核小体分布差异的影响,我们设计了如下实验。由本室陈智冬硕士从三个不同的酵母菌株361(S.cerevisiae)362(S.paradoxus)363(杂合子)分别提取他们的核小体,并且用illumina公司的SOLEXA测序仪进行测序。测序结果返回后本人利用由华大基因开发的SOAP软件对所有的测序结果进行定位和注释。同源性搜索综合打分结果,我们找到2632个可以用来比较的有效区域。通过对有效区域的比较我们发现,大部分物种间的核小体分布的差异都是由序列上的差异引起。这一结果提示,无论在物种内还是物种间,顺式作用在核小体的形成中都发挥着重要的作用。