信帆生物：中華獼猴桃基因組可變剪接

可變剪接使一個(ge) 基因能產(chan) 生多種mRNA成熟體(ti) , 極大地增加蛋白多樣性。近期來自中南民族大學，中國農(nong) 業(ye) 科學院的研究人員采用中華獼猴桃基因組數據做參考數據, 利用中華獼猴桃葉片和果實3個(ge) 不同發育時期(未成熟、半成熟和成熟期)的轉錄組數據, 從(cong) 中華獼猴桃基因組(39040個(ge) 基因)中共鑒定出11651個(ge) 基因(占總基因數的29%)對應的32180個(ge) 可變剪接事件。

獼猴桃(Actinidia chinensis)原產(chan) 於(yu) 中國, 是營養(yang) zui為(wei) 全麵的水果之一, 深受世界各國人民的喜愛. 獼猴桃作為(wei) 一種經濟作物, 不僅(jin) 味美, 還擁有*的營養(yang) 及藥用價(jia) 值, 被譽為(wei) “水果*”. 獼猴桃的果肉含有豐(feng) 富的維生素C、礦物質、膳食纖維和其他有益健康的營養(yang) 代謝成分. 已有文獻報道, 獼猴桃不僅(jin) 可以美容養(yang) 顏, 輔助治療口腔潰瘍、消化不良、壞血病等, 還可以提升人體(ti) 免疫功能、預防癌症和抗衰老。

隨著新一代測序技術的飛速發展和應用, 獼猴桃全基因組序列草圖於(yu) 2013年成功繪製並公開發表, 為(wei) 推動獼猴桃基因組學的研究提供了便利和基礎. 通過對獼猴桃基因組層次的研究, 尤其對營養(yang) 品質如維生素C代謝相關(guan) 網絡及基因的解析, 將為(wei) 獼猴桃品質改良和遺傳(chuan) 育種提供參考和依據.。

可變剪接(alternative splicing, AS)是指同一基因編碼產(chan) 生的mRNA前體(ti) 通過不同的剪接方式產(chan) 生2種或2種以上成熟體(ti) 的過程. mRNA 前體(ti) 需要在一式種大分子複合體(ti) (spliceosome)的幫助下通過RNA聚合酶Ⅱ催化完成剪接. 這個(ge) 複合體(ti) 由170餘(yu) 種蛋白和5種snRNAs(small nuclear RNAs)構成, 在mRNA剪接過程中受5′端GU、3′端AG、內(nei) 含 子3′端多嘧啶序列、3′剪接位點上遊17~40堿基的分支點(CURAY)等決(jue) 定信號調控。

在這篇文章中，研究人員以新完成的獼猴桃全基因組序列為(wei) 參考序列, 通過分析不同組織的轉錄組(rna-seq)數據, 鑒定獼猴桃基因組中的基因可變剪接事件, 分析4種類型可變剪接在各組織中的頻率及動態變化, 考察組織共有和特異的可變剪接事件. 通過GO(gene ontology)富集分析, 研究可變剪接主要發生在哪些基因類群中, 並著重考察維生素代謝網絡中的可變剪接事件. 通過獼猴桃全基因組可變剪接的分析, 為(wei) 解析獼猴桃基因組及開展分子育種工作提供依據。

研究人員利用中華獼猴桃葉片和果實3個(ge) 不同發育時期(未成熟、半成熟和成熟期)的轉錄組數據, 從(cong) 中華獼猴桃基因組(39040個(ge) 基因)中共鑒定出11651個(ge) 基因(占總基因數的29%)對應的32180個(ge) 可變剪接事件. 在可變剪接不同類型中, 內(nei) 含子保留類型的發生頻率zui高, 占50%以上; 3′可變位點類型頻率約為(wei) 5′端可變類型的2倍。

GO富集分析結果表明, 可變剪接的基因主要富集於(yu) 酶調控及核苷酸結合相關(guan) 功能的GO類別中, 而組織*可變剪接基因功能富集熱點與(yu) 組織的重要功能關(guan) 聯, 葉片多為(wei) 肌動蛋白及微管相關(guan) ; 未成熟果實與(yu) 雙組分信號係統相關(guan) ; 半成熟果實多與(yu) 磷脂合成過程相關(guan) ; 成熟果實多與(yu) 信號傳(chuan) 遞過程相關(guan) . 另外, 55.6%的維生素合成相關(guan) 基因發生可變剪接事件, 顯著高於(yu) 基因組水平的29.6%, 暗示著可變剪接參與(yu) 維生素合成相關(guan) 基因代謝過程中的重要作用。