1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
核仁小分子rna(small nucleolar rna,snorna)是一类小分子非编码rna,代谢稳定,且多富集于核仁。
典型的 snorna 具有如下主要特征:分子大小约为60-400 nt;具有类似核仁提取物的性质(抗盐性);snorna 分子具有多种与蛋白质相互作用的保守序列元件;需要与特定蛋白质结合形成核糖核蛋白体(ribonucleoprotein paricles, snornp),并以此形式存在和行使功能[1]。
根据其结构和主要功能将核仁小分子rna分成两个家族:c / d-box snorna(snord)和h / aca snorna,snord的主要功能为指导rrna特定位点上的核糖残基的2-羟基基团添加甲基(2-o-甲基化),而后者则负责在rrna的特定位点上将尿苷异构化为假尿苷(假尿苷化),snorna指导的核苷酸修饰是非常保守的,在古生菌和真核生物中都存在[2,3]。
2. 研究的基本内容和问题
1.研究目标 该实验的研究目标为利用生物统计学和生物信息学的手段,分析snorna表达与转录的关系。
2.研究内容 snornas作为一类非编码的小分子rna,在真核细胞中大多数snorna有着自己的host gene(宿主基因)。
该实验的研究内容为利用生物统计学和生物信息学的手段,确定人类、老鼠和酵母全基因组的所有snorna及其宿主基因,然后再在同种细胞内,统计各种snorna及其宿主基因的表达量,通过数据分析,研究sonrna自身的表达是否会受宿主基因表达的影响。
3. 研究的方法与方案
1.研究方法与技术路线本实验前期利用生物信息学手段收集数据,后期利用生物统计学对数据进行统计分析,技术路线为(1)人类、老鼠和酵母全基因组snorna及其宿主基因确定(2)同种人类、老鼠和酵母细胞内各snorna及其宿主基因表达量数据(3)数据整理分析(3.1)三个物种各自的snorna及其宿主基因的关系(3.2)两者同源的snorna及其宿主基因的关系的比较(3.3)三者同源的snorna及其宿主基因的关系(4)结果、结论2.实验方案数据库查询系统entrez是由美国ncbi(national center f biotechnology infmation)开发,用于对文献摘要、序列、结构和基因组等数据库进行关键词查询,找出相关的一个或几个数据库条目。
本次试验主要参考的数据库有生物医学文献数据库pubmed、模式基因组数据库gememes、人类遗传疾病与遗传缺失数据库omim、基因关联信息louslink等。
试验中熟悉entrez系统的各种辅助功能,包括限定查询范围(limits)、预览查询结果(rreview/index)、查看查询记载(histy)和操作剪切板(clipbad),提高查询效率。
4. 研究创新点
snorna的两个家族:c / d-box snorna(snord)和h / aca snorna中,snord的结构较稳定,很早就被rna测序鉴定发现,但是研究热点一直集中于对于snorna结构、序列与功能的研究,本实验的特色或创新之处表现在利用生物信息学和生物统计学的手段,探究snorna与其宿主基因之间的关系。
简单而言,真核细胞内,宿主基因在表达的同时会合成大量的rna,相应的snorna会表达提高。
而如果二者之间出现更为复杂的关系,可能原因是snorna作为宿主基因的转录调控因子影响其表达,或者snorna直接作用于宿主基因的表达产物,从而改变其表达量的测定结果。
5. 研究计划与进展
研究计划:2018.3-2018.4 完成对人、鼠、酵母全基因组snoRNA及其宿主基因的数据收集2018.4-2018.5 完成对数据的统计分析2018.5-2018.6 完成试验报告论文的撰写实验预期:真核生物中,基因的表达通过转录、翻译编码蛋白质,宿主基因在表达的同时会合成大量的RNA,相应snoRNA的表达量应该会随着宿主基因的表达量提高而提高,但是不排除表达的snoRNA会作为调节因子影响宿主基因表达的可能性,进而形成更为复杂的关系。
