蚊虫基因组数据分析论文.doc

《蚊虫基因组数据分析论文.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、蚊虫基因组数据分析论文1蚊虫的基因组学研究蚊虫基因组序列的揭示为其基因的克隆鉴定和功能分析提供了很好的平台。由于蚊基因组中高度重复序列的广泛存在，给一些基因特别是非编码序列的分子克隆带来了困难，而基因组序列的提供给这一问题的解决带来了福音。利用已获得的白纹伊蚊基因组序列，我们已顺利克隆了其嗅觉结合蛋白（OBP）和嗅觉受体（OR）基因及其调控序列，为其嗅觉发生分子机制的阐明奠定了基础。Criscione等通过比较斯氏按蚊雌蚊和雄蚊的基因组DNA和RNA样本的Illumina测序结果，发现了一个Y染色体特有的基因GUY1。Hall等则发明了一种更为有效的染色体熵法，该方法的优势

2、是仅利用高通量测序获得的基因组和转录组数据，而不需要一个固定在染色体上的参考基因组来进行比对。通过比对两种疟疾重要传播媒介斯氏按蚊和冈比亚按蚊的高通量基因组和转录组数据，系统性地在斯氏按蚊和冈比亚按蚊中各发现了3个Y基因。同时通过对鉴定的Y基因进行生物进化分析，结果表明按蚊的Y染色体进化迅速。随后，Hall等又使用染色体熵的方法比对了雄性和雌性埃及伊蚊基因组DNA和RNA的Illumina测序数据，筛选并鉴定了一个新的基因myo-sex。myo-sex基因几乎只存在于雄蚊的基因组，但是由于基因重组偶尔地能在雌蚊的基因组中发现，具有雄性偏好性，是一个可能具有性别拮抗效应的肌球

3、蛋白重链基因。蚊虫基因组数据也为蚊虫性别决定网络底部基因dsx的研究提供了依据。dsx是性别决定网络中的调控核心，主要行使决定体细胞和生殖细胞性别的功能，也可调控中枢神经相关基因fruitless，进而调节性行为。冈比亚按蚊基因组数据发布之后，Scali等率先鉴定了冈比亚按蚊dsx的性别特异性转录本，其横跨2号染色体85kb的区域，通过选择性拼接产生多个外显子组成的雌性和雄性特异性转录本。而随着2014年斯氏按蚊基因组的发布，有研究者将Scali等报导的Angdsx与刚发布的斯氏按蚊基因组和转录组进行序列比对，发现一致性达到了97%，而与冈比亚按蚊基因组及转录组序列一致性仅

4、为85%。Scali等在埃及伊蚊中发现了两种雌性特异性的可变剪接方式，这不同于黑腹果蝇和冈比亚按蚊具有的特异性DsxF。6学海无涯2蚊虫的转录组学研究6学海无涯转录组学（transcriptomics）是一个活细胞所能转录出来的所有RNA的总和，是研究细胞表型和功能的一个重要手段。传统上用于转录组数据获得和分析的方法主要有基于杂交技术的芯片技术包括cDNA芯片和寡聚核苷酸芯片，但目前使用最普遍的是RNA-seq即转录组测序技术。基于Illumina高通量测序平台的转录组测序技术能够在单核苷酸水平对任意物种的整体转录活动进行检测，在分析转录本的结构和表达水平的同时，还能发现未

5、知转录本和稀有转录本，精确地识别可变剪切位点以及cSNP（编码序列单核苷酸多态性），提供最全面的转录组信息。相对于传统的芯片杂交平台，转录组测序无需预先针对已知序列设计探针，即可对任意物种的整体转录活动进行检测，提供更精确的数字化信号，更高的检测通量以及更广泛的检测范围，是目前深入研究转录组复杂性的强大工具。巨蚊属是蚊科中三种不吸血的蚊属之一，其幼虫阶段以同在小型水体中孳生的白纹伊蚊和埃及伊蚊为食，两性成蚊均不吸血，以植物汁液和花蜜为食。为了探究巨蚊与其它吸血蚊种在搜寻宿主方面的基因水平上有何差异，国外有学者从巨蚊上分离出触须、触角和身体其他部分，分别提取这三部分的RNA，

6、利用RNA-seq技术，将获得的序列片段从头组装，与目前已公布的致倦库蚊、冈比亚按蚊、埃及伊蚊基因组数据进行系统进化树分析，发现巨蚊与埃及伊蚊的种属关系最近，并且在上述四种蚊种中均发现了编码气味分子受体（odorantreceptor,OR）蛋白和离子转移受体（ionotropicreceptor,IR）蛋白的基因，但值得注意的是，巨蚊受体蛋白的表达量与丰度上较其它蚊种都有所降低［18］。因为这些受体蛋白被认为与吸血昆虫搜寻宿主气味分子如CO2有关，所以，巨蚊在长期的生物进化过程中，丧失了原本存在的吸血习性。蚊唾液腺蛋白与其吸血传病密切相关。国外有学者提取白纹伊蚊雌性成蚊的

7、唾液腺RNA后进行转录组和蛋白质组分析，发现至少有32个基因在雌性成蚊的唾液腺中表达程度或者增高或者降低，另外有17个基因表达在雌性成蚊唾液腺和雄性成蚊中，但不表达在雌性成蚊的其他组织中。通过分析发现，其中大约三分之一的基因功能表现在吸血、消化糖、免疫应答等方面，但是并未发现其余基因的明确功能，所以非常有可能是长期吸血的过程中进化出的新的功能分子。利用同样的方法，分析冈比亚按蚊、斯氏按蚊、达氏按蚊、埃及伊蚊、白纹伊蚊、致倦库蚊和致死按蚊（Anophelesfunestus）的唾液蛋白相关的转录组，可以将这些蛋白归纳