牛帶絳蟲和亞洲帶絳蟲全基因組測序、比較基因組及胰島素信號通路研究.pdf

1、牛帶絳蟲（Taenia saginata）和亞洲帶絳蟲（Taenia asiatica）是具重要醫(yī)學(xué)和經(jīng)濟(jì)意義的人畜共患寄生蟲。兩種蟲體外部形態(tài)非常相似，親緣關(guān)系一度有較大爭議。由于缺乏基礎(chǔ)研究，關(guān)于它們的物種進(jìn)化、生長發(fā)育調(diào)控、寄生適應(yīng)性、宿主互作、免疫逃避等相關(guān)機(jī)制了解甚少，預(yù)防控制和治療手段等發(fā)展緩慢。本研究對兩物種的基因組和轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行了測序，完成了全基因組草圖繪制及注釋;全面比較分析了兩者基因組特征，鑒定了潛在藥物靶標(biāo)和分泌蛋白

2、;探討了絳蟲的系統(tǒng)發(fā)育基因組分析及策略，并對牛帶絳蟲和亞洲帶絳蟲的適應(yīng)性進(jìn)化進(jìn)行了研究。另外，在絳蟲基因組中首次發(fā)現(xiàn)了胰島樣多肽(Inuslin-like peptide，ILP)編碼基因，并研究了其下游信號通路。結(jié)果如下:
　　1.完成了兩種絳蟲的基因組測序、拼接和評估工作，測序深度約95X，基因組大小約為170Mb(Megabase，Mb); Scanfold N50分別約為586 kb(kilobase，kb)和342 kb

3、。
　　2.完成了兩種絳蟲基因組重復(fù)序列、編碼基因、非編碼基因等注釋工作;對基因功能、基因本體論(Gene Ontology，GO)、信號通路等進(jìn)行了注釋;發(fā)現(xiàn)了小內(nèi)含子分布的“雙峰結(jié)構(gòu)”和GC含量偏好。
　　3.完成了牛帶絳蟲囊尾蚴膽汁激活前后和亞洲帶絳蟲成蟲時(shí)期轉(zhuǎn)錄組圖譜，構(gòu)建了編碼基因的轉(zhuǎn)錄本、可變剪接及表達(dá)量數(shù)據(jù)。
　　4.比較基因組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，牛帶絳蟲和亞洲帶絳蟲基因組具有高共線性、低序列分歧、相似的家族進(jìn)化

4、等特征，從基因組層面反應(yīng)了兩物種的親緣關(guān)系;并發(fā)現(xiàn)了與兩種絳蟲適應(yīng)性相關(guān)的家族進(jìn)化。
　　5.鑒定并分析了兩絳蟲的G蛋白偶聯(lián)受體、蛋白酶、蛋白激酶和離子通道等可能的藥物靶標(biāo)序列，并與已知的藥物靶標(biāo)庫進(jìn)行了比較;鑒定了分泌蛋白序列，分析了其潛在的功能。
　　6.系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué)分析確認(rèn)了牛帶絳蟲、亞洲帶絳蟲和豬帶絳蟲及其他扁形動(dòng)物間的親緣關(guān)系;提出一種基于進(jìn)化距離矩陣相關(guān)性的帶屬絳蟲系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系分析策略，以降低單基因系統(tǒng)發(fā)育分

5、析的隨機(jī)誤差，此策略可應(yīng)用到病毒分型等流行病學(xué)分析。
　　7.分析了牛帶絳蟲和亞洲帶絳蟲譜系枝上受正選擇壓力基因，發(fā)現(xiàn)了眾多由于宿主變化而產(chǎn)生的適應(yīng)性進(jìn)化特征;發(fā)現(xiàn)了與亞洲帶絳蟲宿主漂移和組織嗜性相關(guān)的適應(yīng)性進(jìn)化基因。
　　8.首次從絳蟲基因組中鑒定到ILP編碼序列，否定了認(rèn)為絳蟲內(nèi)源性ILP基因缺失，利用宿主胰島素信號來調(diào)節(jié)自身生長發(fā)育的假設(shè);證實(shí)寄生扁形動(dòng)物ILP基因具有典型胰島素家族特征和保守的基因結(jié)構(gòu);mRNA表達(dá)水