布氏錐蟲線粒體蛋白質(zhì)組及其表達調(diào)控的研究.pdf

1、錐蟲病對人類健康和經(jīng)濟發(fā)展的危害極其嚴重，已被世界衛(wèi)生組織列為重點防治對象之一。隨著寄生性原蟲基因組計劃的實施，對人體有致命威脅的三種代表性寄生原蟲(包括布氏錐蟲、克氏錐蟲和利什曼原蟲)的全基因組測序工作已經(jīng)完成，為錐蟲后基因組研究提供了難得的機遇和挑戰(zhàn)。后基因組研究的主要目標是解析基因功能及作用機制，蛋白質(zhì)組研究是其中一個很重要的部分。本文以布氏錐蟲線粒體蛋白質(zhì)組為研究對象，采用生物計算和生物實驗相結(jié)合的方法研究其線粒體蛋白質(zhì)組的組成

2、、隨生命周期的差異表達情況及其調(diào)控機制，主要工作及創(chuàng)新性成果概括如下：
　　 1.從結(jié)構(gòu)、功能及生物發(fā)生方面闡述了布氏錐蟲線粒體的重要生物學(xué)特征，分析了布氏錐蟲線粒體基因組的結(jié)構(gòu)、組成及基因分布特征；揭示了布氏錐蟲線粒體在其復(fù)雜生命周期中的重要性，指出了其與其它大多數(shù)真核生物線粒體相比的諸多特殊性。該部分研究表明，布氏錐蟲線粒體可能在其生命周期中起著重要的調(diào)節(jié)作用，從而為布氏錐蟲線粒體蛋白質(zhì)組研究指明了方向。
　　 2.

3、提出了基于混合特征選擇算法的線粒體蛋白質(zhì)識別方法。本文綜合考慮了多種可能與蛋白質(zhì)定位有關(guān)的特征信息，采用混合特征選擇算法篩選出對線粒體蛋白質(zhì)識別有用的特征，構(gòu)建了布氏錐蟲線粒體蛋白質(zhì)預(yù)測模型TMPP。性能分析及與現(xiàn)有預(yù)測軟件的對比分析表明了該方法的有效性。
　　 3.通過生物信息學(xué)和生物實驗相結(jié)合的方法，明確了布氏錐蟲線粒體的蛋白質(zhì)組成，該研究結(jié)果已被國際知名病原體數(shù)據(jù)庫GeneDB引用并收錄。本文利用TMPP預(yù)測得到布氏錐蟲線

4、粒體蛋白質(zhì)組包含1065種蛋白質(zhì)，并通過GFP融合蛋白的熒光顯微實驗和免疫印跡實驗技術(shù)對預(yù)測結(jié)果進行了鑒定，實驗結(jié)果有力地證實了本研究所得布氏錐蟲線粒體蛋白質(zhì)組的可靠性。
　　 4.通過高通量測序技術(shù)獲得了布氏錐蟲線粒體蛋白質(zhì)編碼基因在三個階段的表達譜信息，研究了布氏錐蟲線粒體蛋白質(zhì)組隨生命周期的差異表達情況。對布氏錐蟲線粒體蛋白質(zhì)編碼基因隨生命周期表達譜的研究揭示，約40％的線粒體蛋白質(zhì)在不同階段的表達具有顯著差異，這些具有階

5、段特異性表達的蛋白質(zhì)可能在生命周期不同階段起著重要的調(diào)控作用，其余～60%在各生命周期階段都基本穩(wěn)定表達，而且其中一些蛋白質(zhì)在各階段的表達量都很高，這些蛋白質(zhì)可能是維持線粒體功能的核心蛋白質(zhì)。
　　 5.利用布氏錐蟲SL反式剪接的特點，本文通過高通量測序技術(shù)獲得了布氏錐蟲線粒體蛋白質(zhì)編碼基因在三個不同階段的SL剪接位點信息，研究了線粒體蛋白質(zhì)編碼基因的剪接模式及其隨生命周期的變化，以及剪接對線粒體蛋白質(zhì)編碼基因表達的調(diào)控作用。研

6、究揭示出許多發(fā)生可變剪接的基因，而且有些基因的剪接模式會隨生命周期而發(fā)生變化，表明細胞在不同的階段可以特異性地識別某些剪接位點。本研究還表明，可變剪接可導(dǎo)致編碼產(chǎn)物的定位和功能發(fā)生改變，揭示可變剪接很可能是導(dǎo)致同一基因編碼產(chǎn)物發(fā)生雙重定位的重要原因。本研究揭示，剪接加工可能是引起布氏錐蟲線粒體蛋白質(zhì)階段特異性表達的一種重要調(diào)控機制，這種調(diào)節(jié)作用很可能是通過可變剪接、差異剪接及剪接效率實現(xiàn)的。
　　 綜上所述，本文對布氏錐蟲線粒體