擬南芥中DNase和RNase的預(yù)測及功能分析.pdf

1、核酸的降解在細(xì)胞的生活周期中具有重要的指示和調(diào)控作用。DNA的降解通常作為細(xì)胞衰老死亡的起始，并且被當(dāng)做植物對營養(yǎng)物質(zhì)再利用的途徑。而RNA降解決定的有效轉(zhuǎn)錄本的含量更是基因表達(dá)在轉(zhuǎn)錄后水平進(jìn)行調(diào)控的重要途徑。已有的研究表明，核酸酶的功能和結(jié)構(gòu)分化存在多樣性，并且其調(diào)控機(jī)制、保守結(jié)構(gòu)、參與的生化過程無一致性。在高等植物中對于核酸降解相關(guān)核酸酶的鑒定與功能機(jī)制研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于其在微生物以及動物中的研究。而在模式生物擬南芥中，對于核酸降解過程，

2、尤其是DNA降解過程相關(guān)核酸酶的結(jié)構(gòu)及功能分類更是鮮有報(bào)道。另外，在已有的對含有核酸酶保守結(jié)構(gòu)域的功能蛋白進(jìn)行的研究中，有文章指出核酸酶的保守結(jié)構(gòu)域作為參與磷酸鍵剪切催化過程的功能域，其底物除了可以是核酸外，也可以是其他含有磷酸鍵的化合物。在擬南芥中多數(shù)與核酸降解相關(guān)的核酸酶突變體或含有核酸酶保守結(jié)構(gòu)域蛋白的功能缺失突變體都表現(xiàn)出生長發(fā)育的畸形和一些生物及非生物脅迫的抗逆表型。
　　本課題從專一的核酸降解角度出發(fā)，基于完善的擬南芥

3、基因組及轉(zhuǎn)錄組注釋，對參與DNA或RNA降解過程中的核酸酶進(jìn)行預(yù)測，并通過表達(dá)模式分析及功能檢測，探索核酸降解與非生物脅迫抗性的關(guān)系。
　　在模式植物擬南芥中，我們通過蛋白注釋功能分析篩選到29個 DNase基因和31個RNase基因。我們對預(yù)測得到的DNase和RNase進(jìn)行了具體的研究：
　　（1）利用生物信息學(xué)網(wǎng)站和軟件，分析了核酸酶基因的蛋白信息與亞細(xì)胞定位，結(jié)果顯示DNase集中定位于細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)和葉綠體，而RN

4、ase家族成員的定位更廣泛，在胞外和線粒體中也有分布，且核酸酶功能域更豐富；
　　（2）通過分別對DNase和RNase家族成員進(jìn)行進(jìn)化樹繪制我們發(fā)現(xiàn)，在同一家族中各成員之間進(jìn)化關(guān)系并不密切；
　?。?）利用芯片數(shù)據(jù)對DNase和RNase家族成員的表達(dá)模式進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示大部分核酸酶，尤其是RNase家族成員，在不同組織中均有表達(dá)；
　?。?）核酸酶基因逆境脅迫誘導(dǎo)表達(dá)檢測和突變體抗逆表型鑒定的結(jié)果顯示，大部分核