人類成熟精子mRNA表達譜的新一代測序研究.pdf

1、人類精子是人類生殖、遺傳物質傳遞的重要細胞，在人類生命繁衍過程中扮演著重要角色。精子功能是否正常，直接關系到男性是否具有生育能力以及子代的健康。既往通過基因芯片、SAGE技術對精子mRNA表達譜研究表明，在人類成熟精子細胞中穩(wěn)定存在著不同種類、不同表達豐度的mRNA，細胞中大約存在3000-5000種mRNA，精子mRNA參與了細胞染色體組裝、基因印記及精子發(fā)生過程等生物過程，具有重要的生物功能。但由于以往研究技術的局限性，既往研究存在

2、著序列覆蓋度小、數據量有限等問題，并不能完整、系統(tǒng)對人類成熟精子表達譜進行全序列深度測序、分析。本文采用新一代測序技術，對人類成熟精子RNA表達譜進行了測序、拼接組裝，并采用生物信息學方法對測序結果進行深入分析，進一步探討精子RNA可執(zhí)行的功能及其應用。
　　本研究采用Illumina HiSeq2000測序儀進行RNA測序，共得到378000043個讀序、10Gb的數據量，成功組裝19288種RNA。用生物信息學方法對成熟精子表

3、達譜進行總體分析結果表明，精子RNA表達譜主要表現為以下特點：1）RNA數量龐大、功能多樣、種類繁多，其中既有mRNA，也有miRNA及中等長度小RNA等；2）大量基因與細胞代謝及調控、基因轉錄及蛋白質合成等過程控制相關；3）大量基因與線粒體合成及能量代謝相關；4）有大量免疫相關基因高表達；5）有許多功能不詳的高表達豐度未知基因。
　　對成熟精子表達譜前50位及前1000位基因分別進行基因功能富集分析、基因信號通路分析、轉錄因子目

4、標分析和蛋白互作網絡分析，結果表明表達豐度較高RNA具有以下特點：1）10％基因與線粒體能量代謝相關，部分基因產物參與構成線粒體內外膜、膜腔的結構蛋白、構成線粒體呼吸相關酶類等；2）大量基因屬于與轉錄調節(jié)、翻譯調節(jié)有關的核酸結合蛋白，以及與蛋白質合成相關的核糖體蛋白亞基基因等；3）大量基因參與細胞內蛋白激酶偶聯(lián)通路調控，一些基因參與了細胞內負調控蛋白激酶級聯(lián)反應；4）較多基因參與調控細胞死亡、凋亡過程；5）較多與免疫相關的基因，如溶酶體