【摘 要】
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氧气是生物体维持生命活动的基础,缺氧会使生物机体发生损伤甚至导致相关疾病的发生,生物体对低氧的适应性调节是通过一系列基因表达变化来实现的。94%的人类基因都会发生可变剪接,可变剪接作为调节多细胞动物组织中基因表达多样性的一个重要机制与癌症在内的很多疾病相关联,很多缺氧相关基因也是以不同剪接变体参与缺氧应答并发挥重要的调控作用。同时,越来越多的证据表明低丰度基因在重要的生理和病理过程中起着举足轻重的
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氧气是生物体维持生命活动的基础,缺氧会使生物机体发生损伤甚至导致相关疾病的发生,生物体对低氧的适应性调节是通过一系列基因表达变化来实现的。94%的人类基因都会发生可变剪接,可变剪接作为调节多细胞动物组织中基因表达多样性的一个重要机制与癌症在内的很多疾病相关联,很多缺氧相关基因也是以不同剪接变体参与缺氧应答并发挥重要的调控作用。同时,越来越多的证据表明低丰度基因在重要的生理和病理过程中起着举足轻重的作用,然而由于低丰度基因的低转录本和高异质性,导致人们对于低丰度基因转录本的认识目前还处于一个初始阶段。为了探索不同丰度基因可变剪接形式的变化,进而明确基因剪接变体与人类健康的联系,本课题进行了以下研究:首先,以模式生物秀丽线虫中不同丰度的和缺氧相关的基因(HIF-1、egl-9、glb-3、glb-5、glb-8、glb-13、glb-18)为研究对象,利用基因特异引物GSP反转录结合巢式PCR,实现了对上述七个基因已知剪接变体的鉴定,并利用该方法发现了glb-18基因的一个未知剪接变体。该方法不仅快速、高效,省时省力,而且能检测基因已知剪接变体和发现基因未知剪接变体,为转录组学和剪接组学的研究提供新的大量参考数据。其次,利用基因特异引物GSP反转录结合巢式PCR方法检测了秀丽线虫物理缺氧前后HIF-1、egl-9、glb-3、glb-8、glb-13等基因剪接变体的变化。结果显示,物理缺氧前后各基因表达出现上调或下调的变化,说明基因剪接变体与缺氧密切相关,进一步验证了在生物体生长发育的不同阶段和接受缺氧刺激前后基因剪接变体的职能不同这一说法。再次,鉴于低丰度基因的低转录本和高异质性,我们又以秀丽线虫actin-1,egl-9,hif-1,glb-18和C57小鼠TrkC等不同丰度基因为研究对象,利用两步反转录法对基因的表达效率进行了研究。结果显示该方法显著提高了基因表达检测效率。两步反转录法的提出不仅实现了对低丰度基因的富集,更为低丰度基因剪接变体的研究奠定了坚实的基础。综上所述,本课题为基因可变剪接变体的研究和低丰度基因的研究提供了新的参考方法,为缺氧相关疾病的基因研究提供了重要线索。
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