水稻microRNA家族成員的計算機鑒定與分析.pdf

1、計算RNA組學為包括miRNA在內的非編碼RNA研究提供了非常有力的計算機工具,它的應用使得不同物種中大量新的非編碼RNA基因得以發(fā)現(xiàn).隨著水稻基因組計劃的不斷進展,海量基因組的數(shù)據(jù)將有助于水稻miRNA研究的飛躍發(fā)展.通過BLAST方法,在水稻中找到了14個擬南芥和人miRNA以及小分子RNA的同源分子,包括miR123、miR40、miR176、miR177、miR178和small RNA59等.搜索的條件是水稻候選miRNA分子

2、與其擬南芥或者人同源分子在成熟序列上不超過兩個核苷酸的差異.BLAST對照實驗搜索驗證了這些候選水稻miRNA序列在水稻基因組中的出現(xiàn)并非隨機的結果.由于有3個候選水稻miRNA家族成員的基因,如miR123、miR40和small RNA 59,在基因組中有多拷貝的現(xiàn)象,所以它們總共可能有23個基因.對這些候選水稻miRNA家族成員的前體進行分析后,發(fā)現(xiàn)除了水稻mir176、177和178以外,大多數(shù)候選水稻miRNA的各個變體之間以

3、及與其同源分子之間在前體序列上的保守性主要體現(xiàn)在包括這些miRNA成熟序列在內的末端反向配對區(qū)的高度保守性上.使用MFOLD二級結構折疊軟件對這些候選水稻miRNA家族成員可能的前體進行二級結構預測,結果顯示它們的前體都十分可能形成穩(wěn)定的發(fā)夾結構,而且擬南芥和水稻屬于同一家族的miRNA成員分子其前體的二級結構具有相當?shù)谋Ｊ匦?如miR123、miR40、miR176、miR177和miR178等.通過設計特異性的反義探針對水稻miR1

4、23a成熟分子進行了Northern印跡雜交,證實水稻miR123a是穩(wěn)定存在的分子.在對預測的水稻miRNA進行靶基因的計算機搜索中,共找到25個可能的靶基因,分別對應于13個候選miRNA分子.其中,水稻miR123分子與編碼花同源異型蛋白APETALA2(AP2)的mRNA可以形成接近完全的互補配對,水稻miR40分子則與編碼Myb相關轉錄因子的mRNA配對良好,而且miR123和miR40的互補配對位點在擬南芥和水稻等開花植物中

5、都是很保守的.令人意外的是,水稻small RNA 59分子與可能的U6分子之間也能形成接近完全的互補配對區(qū),而且擬南芥small RNA 59也有相同的情況,這可能暗示了miRNA同樣可以通過互補配對的方式作用其他非編碼RNA.最后,對水稻候選miRNA的基因組織形式進行了初步的探討.大部分水稻候選miRNA都位于基因組中的基因間隔區(qū).其中最特別是水稻miR40分子,由于其基因有5個拷貝,而且都位于1號染色體上.這可能與它具有一些與轉