陆剑课题组提醒uORF的适应性进化以及在果蝇不同
来源:卡塔尔公开赛网 发表于2019-07-09 17:06:41 编辑:李宇春
摘要: 2019年7月21日,世界闻名学术期刊PLOS Biology以长文方式在线宣布生命科学学院陆剑课题组题为Genome-wide maps of ribosomal occupancy provide insights into adaptive evolution

  

  2019年7月21日,世界闻名学术期刊PLOS Biology以长文方式在线宣布生命科学学院陆剑课题组题为“Genome-wide maps of ribosomal occupancy provide insights into adaptive evolution and regulatory roles of uORFs during Drosophila development”的研讨论文。该论文凭借核糖体图谱技能提醒了上游开放阅读框(uORF)的进化规则及其在果蝇不同发育阶段中起到的调控效果。

  坐落5’非翻译区的上游开放阅读框(uORF)在真核生物中广泛存在。uORF能够经过竞赛性的结合蛋白质翻译机器核糖体来按捺下流编码区(CDS)的翻译。不少人类疾病都与DNA骤变引进新的uORF或许损坏已有的uORF有关。虽然大多数引进新uORF的骤变都是有害的并且会在自然挑选效果下从基因组中清除去,咱们仍不清楚基因组中为什么仍是有许多比预期更保存的uORF。

  (A) 果蝇基因组中所有uORF在不同发育阶段的翻译功率;(B) uORF的演化模型。

  为了解说这一现象,陆剑课题组凭借核糖体图谱(Ribosome Profiling)和RNA测序技能,制作了果蝇日子周期不同发育阶段的全基因组水平高精度翻译图谱。在此基础上,该课题组发现果蝇基因组中90%左右的uORF都能够被核糖体翻译(图A),uORF结合核糖体的才能首要跟开始密码子周围的Kozak序列的合适程度以及开始密码子本身的保存性相关。结合果蝇集体中核苷酸多态性的数据,研讨人员初次证明了在黑腹果蝇中新固定下来的引进uORF的骤变是遭到正挑选的(图B),这一趋势在那些能够结合核糖体而被翻译的uORF上愈加显着。

  为了进一步探求uORF怎样树立习惯性功能,研讨人员还从全基因组水平研讨了uORF对CDS翻译的按捺效果。剖析发现5’非翻译区uORF的数目,uORF的Kozak序列和开始密码子的保存性是影响uORF对CDS按捺强弱的首要因素。经过比较uORF在不同发育阶段的表达和翻译状况,研讨人员发现许多uORF在果蝇发育过程中是挑选性运用的。uORF的挑选性运用能够经过两种机制来调控下流CDS的翻译:1)经过可变剪切或许运用不同的转录开始位点,基因能够表达具有不同5’非翻译区的mRNA,这样5’非翻译区的uORF数目可能会添加,从而对下流CDS有更强的按捺效果,反之亦然;2)5’非翻译区序列不发生改动的状况下,能够经过改动uORF本身翻译的强弱来改动uORF跟下流CDS竞赛核糖体的才能,也能实现在发育过程中对CDS翻译的动态调控。

  本研讨提醒了uORF的演化规则以及uORF如安在发育过程中经过挑选性运用调控CDS的翻译,为该范畴的研讨供给了新思路。一起该研讨发生的全基因组水平高精度的翻译图谱也将有助于许多其他相关的研讨。

  陆剑为该论文的通讯作者,生科院博士生张宏、窦圣乾是论文的一起榜首作者,生科院博士后何峰、罗豪杰、生科院魏丽萍教师也参加了这项作业。该项研讨得到了科技部、国家自然科学基金、青年千人方案和北大-清华生命科学联合中心的大力支持。

  修改:凌薇

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