布氏錐蟲(chóng)線粒體蛋白質(zhì)組及其表達(dá)調(diào)控的研究.pdf

1、錐蟲(chóng)病對(duì)人類健康和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的危害極其嚴(yán)重，已被世界衛(wèi)生組織列為重點(diǎn)防治對(duì)象之一。隨著寄生性原蟲(chóng)基因組計(jì)劃的實(shí)施，對(duì)人體有致命威脅的三種代表性寄生原蟲(chóng)(包括布氏錐蟲(chóng)、克氏錐蟲(chóng)和利什曼原蟲(chóng))的全基因組測(cè)序工作已經(jīng)完成，為錐蟲(chóng)后基因組研究提供了難得的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。后基因組研究的主要目標(biāo)是解析基因功能及作用機(jī)制，蛋白質(zhì)組研究是其中一個(gè)很重要的部分。本文以布氏錐蟲(chóng)線粒體蛋白質(zhì)組為研究對(duì)象，采用生物計(jì)算和生物實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法研究其線粒體蛋白質(zhì)組的組成

2、、隨生命周期的差異表達(dá)情況及其調(diào)控機(jī)制，主要工作及創(chuàng)新性成果概括如下：
　　 1.從結(jié)構(gòu)、功能及生物發(fā)生方面闡述了布氏錐蟲(chóng)線粒體的重要生物學(xué)特征，分析了布氏錐蟲(chóng)線粒體基因組的結(jié)構(gòu)、組成及基因分布特征；揭示了布氏錐蟲(chóng)線粒體在其復(fù)雜生命周期中的重要性，指出了其與其它大多數(shù)真核生物線粒體相比的諸多特殊性。該部分研究表明，布氏錐蟲(chóng)線粒體可能在其生命周期中起著重要的調(diào)節(jié)作用，從而為布氏錐蟲(chóng)線粒體蛋白質(zhì)組研究指明了方向。
　　 2.

3、提出了基于混合特征選擇算法的線粒體蛋白質(zhì)識(shí)別方法。本文綜合考慮了多種可能與蛋白質(zhì)定位有關(guān)的特征信息，采用混合特征選擇算法篩選出對(duì)線粒體蛋白質(zhì)識(shí)別有用的特征，構(gòu)建了布氏錐蟲(chóng)線粒體蛋白質(zhì)預(yù)測(cè)模型TMPP。性能分析及與現(xiàn)有預(yù)測(cè)軟件的對(duì)比分析表明了該方法的有效性。
　　 3.通過(guò)生物信息學(xué)和生物實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，明確了布氏錐蟲(chóng)線粒體的蛋白質(zhì)組成，該研究結(jié)果已被國(guó)際知名病原體數(shù)據(jù)庫(kù)GeneDB引用并收錄。本文利用TMPP預(yù)測(cè)得到布氏錐蟲(chóng)線

4、粒體蛋白質(zhì)組包含1065種蛋白質(zhì)，并通過(guò)GFP融合蛋白的熒光顯微實(shí)驗(yàn)和免疫印跡實(shí)驗(yàn)技術(shù)對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了鑒定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果有力地證實(shí)了本研究所得布氏錐蟲(chóng)線粒體蛋白質(zhì)組的可靠性。
　　 4.通過(guò)高通量測(cè)序技術(shù)獲得了布氏錐蟲(chóng)線粒體蛋白質(zhì)編碼基因在三個(gè)階段的表達(dá)譜信息，研究了布氏錐蟲(chóng)線粒體蛋白質(zhì)組隨生命周期的差異表達(dá)情況。對(duì)布氏錐蟲(chóng)線粒體蛋白質(zhì)編碼基因隨生命周期表達(dá)譜的研究揭示，約40％的線粒體蛋白質(zhì)在不同階段的表達(dá)具有顯著差異，這些具有階

5、段特異性表達(dá)的蛋白質(zhì)可能在生命周期不同階段起著重要的調(diào)控作用，其余～60%在各生命周期階段都基本穩(wěn)定表達(dá)，而且其中一些蛋白質(zhì)在各階段的表達(dá)量都很高，這些蛋白質(zhì)可能是維持線粒體功能的核心蛋白質(zhì)。
　　 5.利用布氏錐蟲(chóng)SL反式剪接的特點(diǎn)，本文通過(guò)高通量測(cè)序技術(shù)獲得了布氏錐蟲(chóng)線粒體蛋白質(zhì)編碼基因在三個(gè)不同階段的SL剪接位點(diǎn)信息，研究了線粒體蛋白質(zhì)編碼基因的剪接模式及其隨生命周期的變化，以及剪接對(duì)線粒體蛋白質(zhì)編碼基因表達(dá)的調(diào)控作用。研

6、究揭示出許多發(fā)生可變剪接的基因，而且有些基因的剪接模式會(huì)隨生命周期而發(fā)生變化，表明細(xì)胞在不同的階段可以特異性地識(shí)別某些剪接位點(diǎn)。本研究還表明，可變剪接可導(dǎo)致編碼產(chǎn)物的定位和功能發(fā)生改變，揭示可變剪接很可能是導(dǎo)致同一基因編碼產(chǎn)物發(fā)生雙重定位的重要原因。本研究揭示，剪接加工可能是引起布氏錐蟲(chóng)線粒體蛋白質(zhì)階段特異性表達(dá)的一種重要調(diào)控機(jī)制，這種調(diào)節(jié)作用很可能是通過(guò)可變剪接、差異剪接及剪接效率實(shí)現(xiàn)的。
　　 綜上所述，本文對(duì)布氏錐蟲(chóng)線粒體