發(fā)布時間：2020-11-11 23:58

　　 在小鼠受精卵的植入前發(fā)育過程中,存在兩個重要的階段,即母源調(diào)控向合子調(diào)控的轉(zhuǎn)變(MZT)和早期胚胎的第一次細胞系分化。MZT可觸發(fā)母源mRNA的降解及合子基因組的轉(zhuǎn)錄,而早期胚胎的第一次細胞系分化則形成內(nèi)細胞團(ICM)及滋養(yǎng)外胚層(TE)兩個細胞譜系。相關(guān)研究表明,ICM與TE細胞無論是在形態(tài)特征、基因表達,還是生物學功能方面都存在一定程度的差異,但是調(diào)控受精卵分化為ICM和TE這一生物學過程還未見統(tǒng)一的定論。可變剪接是一種在真核生物中十分普遍的轉(zhuǎn)錄后基因表達調(diào)控方式,能夠?qū)⑼�一基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物剪接為不同的mRNA,因此明顯增加了高等真核生物基因組的信息含量及蛋白多樣性。近年來,高通量測序技術(shù)的發(fā)展促進了全基因組可變剪接的分析技術(shù)的成熟,使可變剪接的相關(guān)研究變得易于實現(xiàn)。在這里,我們通過生物信息分析探究了可變剪接在小鼠胚胎植入前發(fā)育過程中的重要作用。為了有效地對大量轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)進行分析,我們編寫了一鍵化轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析系統(tǒng),并通過該系統(tǒng)分析了小鼠卵母細胞、受精卵、ICM、TE細胞之間基因表達(包括mRNA及l(fā)ncRNA)及可變剪接的差異。結(jié)果表明,在卵母細胞受精形成受精卵的過程中,同時存在可變剪接及基因表達的變化,并且受精卵中可變剪接的事件要多于卵母細胞。對于只在卵母細胞時期發(fā)生可變剪接的基因及發(fā)生可變剪接并在受精時出現(xiàn)表達變化的基因,其生物學功能可發(fā)生部分重疊;對于只在受精卵時期發(fā)生可變剪接的基因具有對應的生物學功能,而發(fā)生可變剪接并與卵母細胞相比存在表達變化的基因由于數(shù)目太少而沒有對應的生物學功能,這暗示可變剪接與差異表達可能共同調(diào)控了卵母細胞及受精前的發(fā)育,而受精后可變剪接與差異表達的共同調(diào)控作用消失。另外,在受精卵分化形成ICM/TE過程中,基因表達及可變剪接(包括可變剪接模式與數(shù)量)的變化仍然同時存在,對受精卵/ICM、受精卵/TE特異的差異可變剪接事件對應的基因進行功能富集分析的結(jié)果進一步顯示,這些基因可能通過對細胞周期的調(diào)控,在第一次分化過程中發(fā)揮重要作用;而ICM/TE、受精卵/ICM、受精卵/TE各組內(nèi)基因表達量的變化暗示基因表達水平的變化可能導致了受精卵的命運分化,最終形成ICM及TE兩種細胞。在受精卵分化形成ICM/TE過程中,Prc1、Lin37及Vrk1是可變剪接差異最顯著的3個基因,我們針對這三個基因進行了表達敲降試驗,以試圖闡釋發(fā)生可變剪接的基因是否會對小鼠胚胎發(fā)育產(chǎn)生影響。結(jié)果表明,當Vrk1,Lin37和Prc1的表達存在缺失時,小鼠胚胎的卵裂率和囊胚率顯著降低,說明它們對小鼠早期胚胎發(fā)育來說是不可或缺的,當其被敲降時,相應的可變剪接調(diào)控隨之消失,進一步說明基因特異的表達及可變剪接對小鼠植入前胚胎的發(fā)育是十分重要的。在卵母細胞時期可變剪接與差異表達協(xié)同調(diào)控卵母細胞及受精前的發(fā)育;受精后,可變剪接與差異表達的協(xié)調(diào)作用消失。可變剪接可能通過影響細胞的分裂及分化而影響小鼠胚胎的發(fā)育。
【學位單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：S814.1
【部分圖文】：

圖 1-1 小鼠胚胎植入前發(fā)育過程（引自(Jukam et al., 2017)）Fig. 1-1 Development process of mouse embryo before implantation (cited from(Jukam et al., 2017)).1 小鼠母源調(diào)控向合子調(diào)控的轉(zhuǎn)變“不需要雙親就可以創(chuàng)造生命”是 1937 年 Ethel BrowneHarvey首次提出的一個，Harvey 通過離心的方式除去了海膽卵子中的細胞核成分，然后用鹽水激活結(jié)果驚訝地發(fā)現(xiàn)無核卵子開始卵裂并最終發(fā)育為含 500 個細胞的無核胚胎(Ha6)。顯然，該研究并沒有對所提出的言論作出準確的解釋，只是說明在早期發(fā)

圖 1-2 高通量測序的工作流程（引自(Besser et al., 2018)）Fig. 1-2 Workflow of high-throughput sequencing（cited from(Besser et al., 2018)）2.1 高通量測序技術(shù)的應用Illumina 公司的 Hiseq 系列測序平臺為現(xiàn)在最廣泛的平臺。可以進行 DNA 測A 測序與甲基化測序等。DNA 測序可以進行全基因組測序、有針對性的重新測IP 測序。RNA 測序可以進行 mRNA、small-RNA、NONcoding-RNA 測序。隨技術(shù)的發(fā)展，下游分析軟件也慢慢的豐富起來，一代一代的變革，提升分析降低了分析時間。最重要的是大部分軟件是在 Linux 平臺下運行的，受影響于 L開源，軟件都選擇了在 githup 上開源，方便眾人下載并修改源代碼一代代aclaren et al., 1972 , Goldfeder et al., 2017 , Lopez-Fernandez et al., 2019 , Rey e9)。.1.1 DNA 測序吞吐量的提高和成本的降低使得人類全基因組測序得以實現(xiàn)。自從第一次大類基因變異研究以來，規(guī)模越來越大的項目已經(jīng)陸續(xù)啟動，涉及到成千上萬的測序(Genomes Project et al., 2010 , Genome, 2009)。這些項目正在顛覆我們

西北農(nóng)林科技大學碩士學位論文的全基因組的鑒定與分析中，發(fā)現(xiàn)超過 63%的多外顯子基因發(fā)生了可變組織，早期階段發(fā)生可變剪接的基因要多于晚期發(fā)育，并表明可變剪接基因結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)錄活性相關(guān)(Shen et al., 2014)。對二穗短柄草的全基因組可比較了單子葉植物與雙子葉植物之間可變剪接事件與植物防御相關(guān)基因件(MandadiandScholthof,2015)。對幼年和成年人類心臟組織可變剪接分心臟幼年與成年可變剪接類型與數(shù)量是不同的(Giudice et al., 2014)。2 可變剪接的類型變剪接共有 8 種類型，分別為外顯子跳躍（SE）、內(nèi)含子保留（RI）、可（A5SS）、可變的 3’端位點（A3SS）、相互排斥的外顯子（MXE）、可變子（AFE）、可變的最后一個外顯子（ALE）、串聯(lián) 3’端未翻譯區(qū)域（UTR） 2016)（圖 1-3 為這八種可變剪接類型的模式圖）。通常來說，可變剪接最本形式為：SE，RI，MXE，A3SS，A5SS。
【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉雨亭;;調(diào)控玉米性狀,可變剪接“火”起來[J];糧食科技與經(jīng)濟;2018年08期

2 郭睿;陳恒;張璐;趙浩宇;熊翠玲;鄭燕珍;付中民;梁勤;陳大福;;意大利蜜蜂幼蟲腸道響應球囊菌脅迫的可變剪接基因分析[J];上海交通大學學報(農(nóng)業(yè)科學版);2018年03期

3 ;可變剪接控制植物營養(yǎng)元素吸收和轉(zhuǎn)運[J];中國食品學報;2018年10期

4 許佳佳;連文昌;李招發(fā);;丙酮酸激酶前mRNA可變剪接的調(diào)控在腫瘤代謝中的作用和意義[J];生物技術(shù)通訊;2012年01期

5 吳思涵;;可變剪接網(wǎng)絡連結(jié)細胞周期控制與凋亡[J];中國病理生理雜志;2010年10期

6 肖榮;郭彥;李成萍;張海燕;辛友志;周國利;;可變剪接事件在脂肪細胞分化中的影響[J];聊城大學學報(自然科學版);2018年01期

7 張韜;楊亞東;方向東;;應用于精準醫(yī)學研究的轉(zhuǎn)錄組可變剪接分析[J];發(fā)育醫(yī)學電子雜志;2016年02期

8 王炯亮;趙韓生;高志民;;基于毛竹重測序的基因可變剪接研究[J];世界竹藤通訊;2019年01期

9 趙宏宇;呂潤超;姚林林;張鳳慧;姜志艷;蔡祿;;半定量RT-PCR檢測跳躍型可變剪接外顯子保留率的方法[J];基因組學與應用生物學;2018年11期

10 袁茂;江明鋒;徐亞歐;林亞秋;李志雄;;肌肉發(fā)育相關(guān)基因的可變剪接研究進展[J];中國家禽;2018年20期

相關(guān)博士學位論文 前10條

1 萬志程;中華絨螯蟹B52和Dock參與Dscam可變剪接和抗菌肽表達的機制研究[D];華東師范大學;2019年

2 張國培;ERCC1基因3'UTR可變剪接影響鄰近重疊基因表達及其與肺癌對順鉑敏感性的關(guān)聯(lián)研究[D];中國醫(yī)科大學;2018年

3 王浩然;楊樹NAC轉(zhuǎn)錄因子可變剪接初步研究[D];南京林業(yè)大學;2018年

4 邵長偉;在人類全基因組范圍內(nèi)研究U2AF對前體mRNA剪接的調(diào)控機制[D];武漢大學;2014年

5 李天寶;血液腫瘤中可變剪接的表觀遺傳調(diào)控機制研究[D];吉林大學;2018年

6 李桂宏;膠質(zhì)瘤端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶基因可變剪接及G4鏈配體CX-5461的調(diào)控機制研究[D];吉林大學;2018年

7 尹曉敏;二苯乙烯苷等藥物對阿爾茨海默病APP可變剪接的調(diào)節(jié)及干預作用[D];首都醫(yī)科大學;2017年

8 李稚鋒;真核基因剪接機制相關(guān)特征研究[D];國防科學技術(shù)大學;2006年

9 彭正羽;NSSR1在NCAML1、GLUR-B前體mRNA剪接和細胞凋亡中的作用及機制[D];復旦大學;2006年

10 劉舒云;小鼠基因sidt2的可變剪接研究及功能初步探討[D];中國人民解放軍軍事醫(yī)學科學院;2008年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 張婷;基于RNA-Seq的小麥穗部轉(zhuǎn)錄組分析及小麥可變剪接圖譜分析[D];西北農(nóng)林科技大學;2019年

2 成睿;利用RNA-seq技術(shù)分析可變剪接對小鼠早期胚胎發(fā)育影響的初步研究[D];西北農(nóng)林科技大學;2019年

3 劉勇;DNA甲基化與可變剪接影響荷斯坦公牛睪丸FBXW11基因表達和精子活力[D];河北工程大學;2019年

4 富天思;基于轉(zhuǎn)錄組分析探討雜交加倍事件對水稻可變剪接的影響[D];東北師范大學;2017年

5 楊文靜;人FMR1基因一個新型可變剪接變異體的鑒定及其編碼產(chǎn)物的功能研究[D];廈門大學;2017年

6 邱萍;人外周血FMR1基因新型可變剪接變異體的檢測及其初步功能研究[D];廈門大學;2018年

7 李田田;5種膜翅目昆蟲性別決定基因doublesex的可變剪接及進化分析[D];河北大學;2018年

8 張旗;豬MEF2A基因可變剪接體的克隆及時空表達研究[D];山西農(nóng)業(yè)大學;2017年

9 呂芳;水稻品種明恢63和珍汕97中微外顯子的識別和分析[D];華中農(nóng)業(yè)大學;2016年

10 劉鳳祥;γ-內(nèi)臟平滑肌型actin基因的可變剪接對湖羊肌肉發(fā)育和肉質(zhì)性狀的調(diào)控作用[D];浙江師范大學;2018年

本文編號：2879937