內(nèi)含子與基因間隔序列長度及基因表達(dá)量間關(guān)系的研究.pdf

1、真核生物基因組中含有大量的非編碼序列，其中主要是內(nèi)含子和基因間隔序列。近年來人們對內(nèi)含子的功能提出許多新的見解，如內(nèi)含子在基因表達(dá)調(diào)控中起著重要的作用。已有的研究表明，非編碼序列的長度與基因表達(dá)水平有較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)性。但是，內(nèi)含子和基因間隔序列這二者之間的關(guān)系并不清楚。為探討內(nèi)含子與基因間隔序列及與基因表達(dá)量之間關(guān)系，我們進(jìn)行以下兩方面的研究工作：
　　 1.首先從NCBI獲取并分析了15個真核生物的基因組數(shù)據(jù)。結(jié)果表明：整體水平

2、上，內(nèi)含子與間隔序列長度正相關(guān)，且內(nèi)含子平均長度與間隔序列長度的相關(guān)性大于單個基因中所有內(nèi)含子總長度與間隔序列長度的相關(guān)性。一種可能的推測原因是，內(nèi)含子與間隔序列在進(jìn)化過程中有相同的變化趨勢是因?yàn)槎叨际苋旧|(zhì)間區(qū)的作用。但在總體正相關(guān)的趨勢下，它們又各自受到一種微調(diào)機(jī)制的作用：對內(nèi)含子來說，它們參與基因轉(zhuǎn)錄過程；而反轉(zhuǎn)錄重組造成部分內(nèi)含子丟失，并導(dǎo)致內(nèi)含子位置的5’端偏向。受該作用顯著影響的基因中，內(nèi)含子與間隔序列長度不相關(guān)。去掉這部

3、分基因后，二者之間的相關(guān)性明顯提高。對基因間隔序列來說，表達(dá)量極高的基因中，選擇壓力傾向于內(nèi)含子更短，而基因間隔序列更長，二者變化趨勢相反。在不直接研究表達(dá)量的前提下，分析內(nèi)含子極短的那部分基因，發(fā)現(xiàn)間隔序列長度與內(nèi)含子大小負(fù)相關(guān)，這種負(fù)相關(guān)性間接反映了轉(zhuǎn)錄干涉在高表達(dá)基因中的主導(dǎo)作用。
　　 2.然后，我們選擇具有代表性的4種模式生物為研究對象，分別提取內(nèi)含子數(shù)據(jù)及基因表達(dá)量數(shù)據(jù)，計(jì)算內(nèi)含子與基因表達(dá)量的相關(guān)性。結(jié)果表明，在低

4、等單細(xì)胞真核生物——啤酒酵母中，內(nèi)含子數(shù)量及內(nèi)含子長度與基因表達(dá)量成正相關(guān)，而高等生物人、小鼠、擬南芥相關(guān)性分析結(jié)果顯示，在內(nèi)含子極少時，內(nèi)含子長度和數(shù)量與基因表達(dá)量成正相關(guān)均表現(xiàn)為正相關(guān)，達(dá)到一個臨界值后，隨著內(nèi)含子長度和數(shù)量的增加，基因表達(dá)量與之負(fù)相關(guān)。這一結(jié)果可以通過轉(zhuǎn)錄干涉和過多和過長的內(nèi)含子會造成轉(zhuǎn)錄能量浪費(fèi)來解釋。
　　 本研究通過對多種模式生物的內(nèi)含子與基因間隔序列的長度及基因表達(dá)量的關(guān)系進(jìn)行深入分析研究，為探究內(nèi)