家蠶一類非典型SINE轉(zhuǎn)座子(BmSINE-A3B)的鑒定、進(jìn)化與功能分析.pdf

1、家蠶基因組中的重復(fù)序列含量非常高，約占整個(gè)基因組的40％左右，而其中轉(zhuǎn)座子占了相當(dāng)大的比重。SINEs轉(zhuǎn)座子是一類非自主轉(zhuǎn)座的轉(zhuǎn)座子，它在家蠶基因組中占的比例高達(dá)4.7％。根據(jù)SINEs轉(zhuǎn)座子的結(jié)構(gòu)和同源性，可以將其分為BM1、BmSE、BmSINE1、BmSINE2、BmSINE3和BmSINE4等六類。然而，在家蠶基因組中還存在著一些未被鑒定的SINEs轉(zhuǎn)座子，我們發(fā)現(xiàn)了一類非典型結(jié)構(gòu)的SINEs轉(zhuǎn)座子，由于與典型SINEs轉(zhuǎn)座子主

2、要差別在于它含有3個(gè)A box，所以我們把它命名為BmSINE-A3B。我們對(duì)BmSINE-A3B進(jìn)行了鑒定、進(jìn)化與功能分析，所取得的結(jié)果如下:
　　1.BmSINE-A3B轉(zhuǎn)座子的鑒定
　　我們根據(jù)結(jié)構(gòu)和同源搜索的方法在家蠶基因組中共鑒定到506個(gè)BmSINE-A3B轉(zhuǎn)座子拷貝，約占整個(gè)家蠶基因組的0.025％。該轉(zhuǎn)座子除了擁有SINE轉(zhuǎn)座子共有的頭部、身體以及尾巴外，其頭部擁有獨(dú)特的3個(gè)A box結(jié)構(gòu)。另外，我們對(duì)其它已

3、測序的鱗翅目昆蟲基因組:帝王蝶（Danaus plexippus），詩神袖蝶（Heliconiusmelpomene），煙草天蛾（Manduca sexta）和小菜蛾（Plutella xylostella）的基因組分別進(jìn)行了分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在這些昆蟲的基因組中并未鑒定出BmSINE-A3B轉(zhuǎn)座子，說明在已測序的鱗翅目昆蟲中，這類轉(zhuǎn)座子是家蠶特有的。
　　2.BmSINE-A3B轉(zhuǎn)座子在家蠶基因組和染色體上的分布
　　為了檢驗(yàn)

4、BmSINE-A3B轉(zhuǎn)座子的插入是否具有偏好性，我們統(tǒng)計(jì)了BmSINE-A3B轉(zhuǎn)座子在家蠶染色體和基因附近的分布情況。結(jié)果表明BmSINE-A3B轉(zhuǎn)座子在家蠶染色體上是隨機(jī)均勻分布的。另外，我們分析了BmSINE-A3B轉(zhuǎn)座子在家蠶預(yù)測基因及在基因兩側(cè)區(qū)域的插入情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)該轉(zhuǎn)座子在基因組中的插入模式與對(duì)照無明顯差異，說明其偏向插入基因組的非功能區(qū)域。
　　3.BmSINE-A3B的擴(kuò)增時(shí)間及進(jìn)化分析
　　為了估計(jì)這些Bm

5、SINE-A3B轉(zhuǎn)座子在家蠶基因組中的擴(kuò)增情況，我們分別進(jìn)行了插入時(shí)間估計(jì)、Network分析，結(jié)果顯示BmSINE-A3B在近3百萬年內(nèi)經(jīng)歷了一次爆發(fā)性擴(kuò)增，在2百萬年時(shí)到達(dá)一個(gè)擴(kuò)增的高峰，并且在近1百萬年內(nèi)趨于穩(wěn)定。
　　4.BmSINE-A3B轉(zhuǎn)座子對(duì)鄰近基因的調(diào)控
　　為了檢驗(yàn)BmSINE-A3B轉(zhuǎn)座子的插入是否會(huì)調(diào)控附近基因的表達(dá)，我們構(gòu)建了EGFP的表達(dá)載體，并將BmSINE-A3B分別加入到基因的5'端和3'端

6、，然后進(jìn)行細(xì)胞轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明無論是mRNA水平還是蛋白水平，BmSINE-A3B插入到5'端和3'端都抑制了基因的表達(dá)，并且3'端的抑制作用更為明顯。
　　5.BM1和BmSE轉(zhuǎn)座子對(duì)鄰近基因表達(dá)的影響
　　接著，我們利用上述同樣的方法檢測了另外兩個(gè)家蠶SINE轉(zhuǎn)座子(BM1和BmSE)對(duì)鄰近基因的調(diào)控影響。結(jié)果表明BM1插入到EGFP基因的5'端和3'端都會(huì)抑制基因的表達(dá)，BmSE插入到EGFP的5'端增強(qiáng)基因的表達(dá)，

7、BmSE插入到EGFP的3'端抑制基因的表達(dá)。
　　本文利用結(jié)構(gòu)和同源搜尋的方法在家蠶基因組中鑒定出一個(gè)新的SINE類轉(zhuǎn)座子——BmSINE-A3B，該轉(zhuǎn)座子含有3個(gè)A box，是非典型結(jié)構(gòu)的SINE轉(zhuǎn)座子。通過比較基因?qū)W分析發(fā)現(xiàn)BmSINE-A3B轉(zhuǎn)座子是家蠶特有的。該類轉(zhuǎn)座子在家蠶基因組上的分布是隨機(jī)的，但是對(duì)附近基因的表達(dá)起抑制作用。另外，本文對(duì)家蠶其它SINE轉(zhuǎn)座子的調(diào)控也做了初步研究。綜上所述，本文的研究結(jié)果為非典型SI