古菌RNA沉默途径研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ontheroad2005
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RNA沉默在细菌和真核生物中起着重要的作用,但是在细菌和真核生物中参与该过程的组分却不尽相同。在近些年的报道中发现在一些古菌中存在Argonaute蛋白的同源物。Argonaute蛋白是在真核生物RNA沉默机制中一个重要成员,以上的发现暗示着在古菌中可能存在类似真核生物的RNA沉默机制。   为了证明这个假设,我们在71个测序完全的古菌中对参与RNA沉默途径的一些重要蛋白的功能结构域Piwi,PAZ,RNaseⅢ,dsRNAbindingmotif和RNaseH结构域进行搜索、比对,并对获得的含有相似功能区域的蛋白的进化关系进行了分析。我们发现在古菌和真核生物的Piwi结构域中存在着一些保守的功能性氨基酸,表明了他们在功能上的相似性。这些结果为RNA沉默途径的进化研究提供了线索。   为了验证RNA沉默途径在古菌中的真实存在,我们对Sulfolobussolfataricusp2(Ssp2)的小分子RNA进行Solexa高通量测序,获得了长度在18-30nt的小RNA数据库。在我们得到的70多万条的小RNA库中分析发现了古菌中有一些小RNA产生的热点区域,以及这些小RNA5’端核酸组成的偏好性。分析还发现了很多28-29nt的小RNA产生于Ssp2基因组中编码的CRISPR(clusteredregularlyinterspacedshortpalindromicrepeats)重复序列间区。   为了探求古菌中可能的miRNA,我们利用信息学分析对我们克隆到的小RNA库进行miRNA可能前体的预测,获得了20个可能产生miRNA的前体位点,并通过mfold软件对miRNA前体二级结构进行预测,得到了类似真核生物miRNA前体较为稳定的茎环结构。在这20个前体中,有10个包含了miRNA以及miRNA*。通过Northernblot检测,在古菌的基因组中证明了了三个表达量相对较高的miRNA的存在。通过构建和体外转录miRNA可能前体RNA,与Ssp2细胞裂解液体外反应实验,我们验证了3个miRNA前体能产生成熟的miRNA。证明了在古菌中确实存在类似真核细胞的产生miRNA途径。
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