Spt15及轉(zhuǎn)錄本UTR重疊對(duì)釀酒酵母基因表達(dá)的調(diào)控研究.pdf

1、轉(zhuǎn)錄是基因組遺傳信息譯碼的第一步，它受多類生物分子的調(diào)控，包括蛋白質(zhì)（如轉(zhuǎn)錄因子）、RNA（如microRNA）及甲基化修飾的DNA等。生物個(gè)體、組織、乃至細(xì)胞中每個(gè)基因轉(zhuǎn)錄水平都是特定的，即存在時(shí)空性;也就是說(shuō)，基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控是動(dòng)態(tài)可逆的。此外，解析基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的機(jī)制，可以人工控制基因表達(dá)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)生物表型的工程改造，因而對(duì)基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控研究具有重要的科學(xué)意義和實(shí)踐價(jià)值。本論文將從RNA分子（對(duì)向基因重疊轉(zhuǎn)錄本反向調(diào)控）和轉(zhuǎn)錄因子（通用

2、轉(zhuǎn)錄因子Spt15變異）兩個(gè)層面，對(duì)釀酒酵母基因轉(zhuǎn)錄表達(dá)進(jìn)行探討。
　　在RNA分子依賴轉(zhuǎn)錄調(diào)控層面，我們發(fā)現(xiàn)缺乏microRNA調(diào)控機(jī)制的釀酒酵母基因組編排緊湊，轉(zhuǎn)錄本重疊現(xiàn)象普遍。通過(guò)分子生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)3'-UTR重疊的對(duì)向基因表達(dá)存在“此消彼長(zhǎng)”的相互調(diào)控關(guān)系，重疊的3'-UTR轉(zhuǎn)錄本是表達(dá)調(diào)控的作用元件。借助生物信息學(xué)和計(jì)算生物學(xué)的研究，也進(jìn)一步證實(shí)了釀酒酵母中這一調(diào)控關(guān)系的確切性。這一發(fā)現(xiàn)為我們系統(tǒng)了解釀酒酵母基因表

3、達(dá)調(diào)控規(guī)律以改造工業(yè)菌株性狀，積累了科學(xué)依據(jù)。
　　在轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控層面，我們從基因表達(dá)水平和菌株表型兩方面，探索通用轉(zhuǎn)錄因子Spt15介導(dǎo)的全局轉(zhuǎn)錄工程方法(gTME)在菌種改良中的效力。通過(guò)向酵母細(xì)胞中導(dǎo)入突變型轉(zhuǎn)錄因子sptl5-300，比較和分析其在不同宿主背景下作用效力的差別，發(fā)現(xiàn)了傳遞此突變型轉(zhuǎn)錄因子效能的兩個(gè)主效基因，并在此基礎(chǔ)上部分解釋了gTME效力背景依賴現(xiàn)象的成因。這一發(fā)現(xiàn)為運(yùn)用gTME手段改造工業(yè)菌株性狀，提供