基于RNA降解机制研究寡孢节丛孢中与捕食器官形成相关的lncRNAs

来源 :云南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tom_7758
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,研究长非编码RNA(long noncoding RNAs,lnc RNAs)在表观遗传水平、转录水平以及转录后水平等多种层面调控生命活动的过程成为生命科学领域的热点。然而,在真菌中lnc RNAs的研究尚处起步阶段,且主要集中在酵母、粗糙脉孢霉等模式真菌中,对lnc RNAs在病原真菌中的调控机制知之甚少。细胞中lnc RNAs的表达量通常较低,极大的限制了人们对lnc RNAs的产生及功能机制的研究,主要是由于细胞内存在一种RNA降解机制(RNA decay)来维持RNA生成与降解之间的平衡状态,并对转录过程中RNA的质量以及稳定性进行监管。而利用分子生物学手段使控制RNA降解的关键蛋白功能失活将放慢lnc RNA的降解速度,提高lnc RNAs在细胞中的转录水平,有助于我们更好的对lnc RNA开展分子生物学研究。基于该思路,本研究以通过产生三维菌网对线虫进行捕食的病原真菌寡孢节丛孢(Arthrobotrys oligospora)为研究对象,使用同源重组的方法对该菌RNA降解途径中的5个关键蛋白的编码基因【Xrn1(AOL_s00007g507)、Trf4(AOL_s00097g578和AOL_s00078g371)、Dcp2(AOL_s00004g432)和Dis3(AOL_s00076g625)】进行敲除,之后再利用RNA-seq技术对典型敲除株进行lnc RNAs测序和分析,发现了许多可能参与捕食器官形成的潜在lnc RNAs,为对其开展功能研究奠定基础。此外,本研究在寡孢节丛孢2个功能基因【xln R(AOL_s00006g84)和pal H(AOL_s00006g291)】的ORF区域上下游2000 bp内分别找到1条经生物信息学预测的lnc RNA TCONS_00026732和TCONS_00024985,使用同源重组的方法对这2个基因及2条lnc RNAs进行敲除,通过表型实验和RT-q PCR初步探索了这些lnc RNAs与基因的关系。主要研究成果:1.以尿嘧啶缺陷型酿酒酵母感受态为载体细胞,通过电转的方法成功构建了5个与RNA降解途径相关的功能基因的敲除载体,并通过Ca Cl2-PEG介导的方法成功获得了5个基因的对应敲除株。对这些敲除株与WT菌株进行表型分析发现:在生长速率方面,ΔDcp2生长速率显著降低,ΔXrn1在TG、WA、TYGA、TG(5m M H2O2)和TG(0.2 M Na Cl)等培养基中生长明显减慢,而其它敲除株与WT比无显著变化;在产孢量方面,ΔDcp2失去了产孢能力,ΔTrf4(78g371)和ΔTrf4(97g578)与WT相比产孢量明显减少,而其它敲除株与WT比无明显变化;在产捕器量方面,ΔDcp2失去了产捕器能力,ΔXrn1、ΔTrf4(78g371)和ΔTrf4(97g578)与WT相比产捕器量明显减少,而ΔDis3与WT相比无明显变化;在杀线虫能力方面,ΔDcp2失去了杀线虫的能力,而其它敲除株与WT比无明显变化。由此可见,RNA降解途径中的关键蛋白的缺失对寡孢节丛孢捕食器官形成、产孢以及生长速率等方面产生了或多或少的影响,足见其功能的重要性。2.收集未经线虫提取液诱导的0期,以及使用线虫提取液诱导后捕食器官形成初期、中期和末期的ΔXrn1和WT菌株样品。对ΔXrn1和WT菌株4个时期样品利用RNA-seq技术进行高通量测序,结合课题组前期的ΔRrp6菌株的测序结果,通过转录本exon个数筛选、转录本长度筛选、转录本已知注释筛选、转录本表达量筛选和编码潜能筛选等5步筛选后成功筛选出1961条候选lnc RNAs,为今后研究调控捕食线虫真菌的捕食器官形成的lnc RNAs提供了数据支撑。3.成功敲除xln R(AOL_s00006g84)及其上游的lnc RNA TCONS_00026732以及pal H(AOL_s00006g291)及其上游的lnc RNA TCONS_00024985。对得到4个敲除株进行表型分析发现:Δpal H(AOL_s00006g291)与WT相比生长显著减缓,产孢量与产捕食器官的数量明显减少,而Δxln R(AOL_s00006g84)菌株除了在产孢方面比WT菌株明显减少,在生长速率、捕食器官产生及杀线虫活性等方面与野生型比并无明显差别。遗憾的是,获得的2条lnc RNA敲除株与WT相比无显著表型变化,但RT-q PCR结果显示,在ΔTCONS_00026732菌株中,xln R(AOL_s00006g84)的表达量明显提升,暗示xln R可能受到lnc RNA TCONS_00026732的调控,但并不一定表现在捕食器官以及产孢的方面。本论文的创新性:本论文基于使RNA降解途径中的关键蛋白酶失活后将放慢lnc RNAs的降解速度这一思路,通过对寡孢节丛孢中RNA降解途径中的关键蛋白编码基因进行敲除,以期发现更多参与捕食器官形成的lnc RNA,为从全新的角度揭示寡孢节丛孢通过产生捕食器官实现从腐生到寄生转换的分子机理奠定基础。
其他文献
在油气压裂作业中,高压管汇常因流体的剧烈非稳态流动而发生管体振动,造成管体受复杂动载作用并引发泄露事故,同时管汇在高速携砂液冲蚀磨损条件下,管体易发生应力开裂和刺漏等冲蚀失效。因此,开展高压管汇流固耦合振动特性分析和管汇安全检测评价研究具有非常重要的意义,本文开展了高压管汇流固耦合振动的仿真模拟,分析了管体振动的动力学特性,并为在役高压管汇的冲蚀损伤提供了磨损理论基础和磁记忆检测标准,开展了以下研
将波能装置集成于防波堤实现建造成本和建设空间的共享,有助于改善波能装置俘获波能的能力,是目前解决波能装置建设和安装高昂成本的有效措施。鉴于此,本文就振荡浮子式波能
高压油气井中井口设备的法兰连接主要采用金属密封方式。受螺栓预紧力大小及分布、温度和压力的波动、密封钢圈材质的影响,法兰连接易发生密封失效,进而导致高压流体的泄漏,造成能源和材料的浪费、环境的污染,甚至引发人员伤亡、财产损失等严重危害。因此研究开发适用于井口设备的法兰金属密封状态监控软硬件系统对于及早发现法兰金属密封失效导致的泄露具有重要意义。本文针对现有法兰金属密封性监控技术的不足,开展了以下几个
当前油气藏的一个主要特点是横向上变化较大,呈现出强烈的非均质性,为高精度勘探带来较大难度,而声波远探测测井探测深度比常规测井深,分辨率高于普通地震勘探,可以帮助解决
目的:通过前期研究发现,六味地黄膏摩具有促进脑瘫(cerebral Palsy,CP)患儿生长发育的功效,能够缩短康复疗程,但分子机制不清,本实验拟通过检测脑瘫幼鼠模型的外周与中枢生长
北江是珠江流域第二大水系,地处亚热带,雨量充沛,独特的气候、地理和地质条件造就了丰富的生物多样性,历史上北江的渔业资源十分丰富。近年来由于人类涉水活动特别是梯级水坝
红树林广泛分布于热带、亚热带潮间带上部,具有生产力高、沉积速率快的特点,对于防止海岸侵蚀和有机碳埋藏具有重要意义。红树林扩张及其驱动机制、红树林沉积与碳埋藏、碳储
我国拥有广阔的海岸线,海上风能资源丰富,适合发展海上风电,可以减少土地资源的占用,改善能源产业结构,缓解能源供给矛盾,对我国能源产业结构的优化起着非常重要的意义。对海
研究区试油成果及丰富的油气显示表明该区域是有利的油气运聚区,成藏条件较好,具有良好的勘探前景,但是该区中浅层油气勘探近期没有取得实质性的突破。分析其原因,除了受制于
崇明岛是我国第三大岛,也是全球最大的河口冲积岛。崇明岛不仅是上海市重要的农产品基地,更是长三角地区重要的水产品生产基地,其国际生态岛的定位对岛内生态环境保护提出了