基因組水平的基因進(jìn)化分析與水平轉(zhuǎn)移基因的識別.pdf

1、隨著人類基因組計劃的完成和后基因組時代的到來,生物序列數(shù)據(jù)呈指數(shù)級增長,分析處理大批量數(shù)據(jù),從中提取有價值的信息,成為生物信息研究中的首要任務(wù)。本文利用生物信息學(xué)方法在基因組水平對B7-H3基因進(jìn)行了鑒定,探索B7-H3基因的進(jìn)化過程；分析了桿狀病毒基因組的遺傳進(jìn)化模式,并對其水平轉(zhuǎn)移基因進(jìn)行了識別研究。
　　 ⑴基因組水平上對B7-H3基因進(jìn)行鑒定及系統(tǒng)發(fā)育分析。B7-H3基因一個免疫共刺激分子,屬于B7蛋白家族,分子中含一個

2、IgV和一個IgC結(jié)構(gòu)域。通過多重PCR,小鼠B7-H3基因中發(fā)現(xiàn)有一個胞外的IgV-IgC結(jié)構(gòu)域(2IgB7-H3),而人的B7-H3基因中出現(xiàn)一個剪接變體,含有串聯(lián)重復(fù)的IgV-IgC—IgVolgC結(jié)構(gòu)域(4IgB7-H3)。對倉鼠B7-H3基因進(jìn)行結(jié)構(gòu)預(yù)測,顯示為2IgB7-H3,猴B7-H3基因的分析表明它的結(jié)構(gòu)與人類基因相似。為了探索B7-H3基因的進(jìn)化過程,基于現(xiàn)有的基因組序列對B7-H3進(jìn)行了基因組水平上的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)發(fā)育

3、分析。17個哺乳動物的B7-H3基因被預(yù)測出有串聯(lián)重復(fù)的4Ig結(jié)構(gòu)域。通過對這些4IgB7-H3基因的結(jié)構(gòu)與進(jìn)化分析,得出這些基因產(chǎn)生的原因是結(jié)構(gòu)域的復(fù)制。此外,2Ig和4Ig這兩種結(jié)構(gòu)亞型之間沒有表現(xiàn)出功能的差異。這可能是發(fā)生在4IgB7-H3中的結(jié)構(gòu)域復(fù)制事件導(dǎo)致了功能上的冗余。
　　 ⑵家蠶核型多角體病毒水平轉(zhuǎn)移基因分析。為了探討桿狀病毒基因組的遺傳進(jìn)化模式,利用家蠶核型多角體病毒(Bombyxmori nuclearpo

4、lyhedrosisvirus,BmNPV)和其宿主家蠶全基因組數(shù)據(jù),進(jìn)行了全基因組的同源性搜索和系統(tǒng)進(jìn)化分析,結(jié)果顯示,BmNPV的幾丁質(zhì)酶基因、凋亡抑制蛋白3基因和尿苷二磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)移酶基因為水平轉(zhuǎn)移基因。這3個基因都來源于其宿主昆蟲。通過核苷酸組成、密碼子偏好性、選擇壓力等基因特征分析,發(fā)現(xiàn)BmNPV水平轉(zhuǎn)移基因與其基因組序列存在明顯差異,進(jìn)一步驗證水平轉(zhuǎn)移基因的外源性。對3個水平轉(zhuǎn)移基因的功能分析發(fā)現(xiàn)它們有利于桿狀病毒在宿主昆蟲