酵母核小體定位的理論預測及核小體體外組裝的初步研究.pdf

1、真核生物中負載著遺傳信息的DNA分子在細胞中被包裝成核小體。核小體不僅是構成真核生物染色質的基本結構單位,更重要的是通過它在基因組上的定位及其組蛋白復合物的化學修飾調控諸如轉錄、DNA復制和修復等基因表達過程。由于核心DNA被包裝進核小體中,阻斷了那些負責最基本生命過程的蛋白與DNA的接觸機會,而核小體之間的自由區(qū)域更有利于這些蛋白因子的進入并識別結合位點,從而保證蛋白因子易于接近染色質模板。目前基于全基因組的核小體定位分析,發(fā)現基因組

2、上核小體分布極不均勻,某些區(qū)域核小體占據率高,某些區(qū)域核小體缺乏。在基因間區(qū)與基因區(qū)(ORFs)相比,核小體更加稀疏；在基因的一些調控區(qū),如啟動子區(qū)、轉錄起始和終止位點、復制起始等區(qū)域,通常缺乏核小體。也有一些工作表明啟動子區(qū)核小體的占據與其下游的基因表達效率呈負相關。因此,核小體在基因組上的位置對基因的表達調控是非常重要的。
　　 隨著高通量實驗技術的快速發(fā)展,目前已得到多種真核生物核小體定位的高分辨率實驗圖譜,但采用實驗技術

3、提取全基因組的核小體定位信息時,不僅耗費大量的時間和經費,而且對后續(xù)實驗數據的分析也存在著局限。因此,基于現有的實驗數據,發(fā)展核小體定位的理論預測模型已經成為了生物信息學領域的熱點問題。
　　 真核生物復制起始的調控是復制調控的重要環(huán)節(jié),ARS(Autonomously ReplicatingSequence)是酵母染色質復制所依賴的順式作用元件。多項研究表明自主復制序列的結構影響其活性,且有不同活性的自主復制序列上的核小體分布

4、不同。利用體外核小體重組技術研究核小體定位對ARS復制起始活性的研究有重要的生物學意義。
　　 本文基于酵母核小體序列信息發(fā)展了預測核小體定位的模型,并用于酵母全基因組核小體預測中,取得較好的預測效果。用分子生物學方法構建了含酵母ARS的重組質粒pRS405-ARS,采用酸抽提法提取酵母的組蛋白,為核小體的體外重組奠定了基礎。主要研究內容如下:
　　 1.基于核小體序列中k-mer頻數信息,采用多樣性增量與支持向量機結合

5、(ID—SVM)的方法對酵母核小體核心DNA和連接DNA序列進行分類預測,取得了較高的預測精度。在人類和果蠅的核小體核心DNA和連接DNA序列分類預測中也取得了較為理想的效果。
　　 2.基于核小體序列中k-mer頻數信息和poly(A)信息,發(fā)展了預測核小體定位的IDQD模型,并將模型應用于酵母全基因組的核小體占據分析。在對轉錄起始位點(TSS)、轉錄終止位點(TTS)、復制起始序列(ARS)等功能區(qū)的核小體占據預測分析時ID