1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
长链非编码RNA(lncRNA)是一类长度大于200 nt的内源性非编码RNA。研究表明lncRNA普遍具有以下特点:(1)缺乏蛋白质编码能力;(2)物种间保守性较差;(3)具有较强的组织特异性和时空特异性。而这些特点也成为研究lncRNA的难点。继miRNAs之后,lncRNAs迅速成为非编码RNAs研究领域的新热点。越来越多的证据表明,lncRNAs在生命体生长发育以及病变进程中广泛参与多种细胞生物学过程,比如细胞增殖、迁移、分化以及癌变【1-3】等。lncRNAs能够迅速成为非编码RNA研究领域的新热点绝非是一种偶然现象。21世纪初期,随着人类基因组计划的完成和全基因组技术时代的到来,研究发现哺乳动物的基因组上编码蛋白的基因仅占很小的一部分【4,5】,在基因组广阔的未知区域上通过转录能够形成大量未经过功能注释的非编码RNAs,其中就包括lncRNAs 【6,7】。研究发现lncRNA可通过多种作用模式参与调控各类RNAs的生成与加工、基因转录调控以及染色质重塑等过程。相关研究通过多种分子生物学试验手段证明lncRNA参与了酶复合体介导的染色质组蛋白修饰的过程,该过程包括甲基化、乙酰化以及泛素化过程;在转录水平,lncRNAs也已被证实能够参与调控相关基因的转录,例如Dlx基因和热休克蛋白基因(HSPs)的转录【8】;另外,lncRNAs在转录后水平以及蛋白质水平调控相关基因的表达,该过程主要通过特异性的识别并与生物体内的各类RNAs和蛋白特异性结合而完成的,Rinn等【9】通过RNA-pulldown试验方法鉴定了多个与lincRNA-p21互作的蛋白质。目前在哺乳动物相关疾病研究中发现lncRNA涉及白血病,乳腺癌,结肠癌等多种肿瘤的发生【10-12】。除此之外,相关研究还指出lncRNAs可能参与调控雌性哺乳动物的生殖过程,但是在猪生殖系统中有关lncRNAs方面的研究较少,lncRNAs是否能够影响母猪繁殖性能还有待进一步研究。
研究表明在雌性母乳动物卵泡发育过程中仅有不到1%的卵泡发育成熟并排卵,闭锁与退化是绝大多数雌性哺乳动物卵泡发育的最终命运,这一过程同时也是优势卵泡的选择过程。因此,解析卵泡闭锁的分子机制,对抑制卵泡闭锁、促进卵泡成熟、 增加排卵数和提高卵泡池的利用率等均具有重要意义。目前普遍认为卵泡颗粒细胞凋亡能够引起卵泡闭锁【13】。在猪卵泡颗粒细胞中已经证实若干miRNAs可通过靶向多个基因和信号通路进而调控颗粒细胞凋亡过程【14】。但目前关于另外一种非编码 RNA,lncRNAs在卵泡颗粒细胞凋亡和与卵泡闭锁中作用的研究还未见报道。而实验室前期在猪卵泡颗粒细胞中鉴定了一个新的lncRNA即NORFA,利用RACE技术获得猪NORFA基因全序列并通过流式细胞技术(FACS)证实其能抑制猪卵泡颗粒细胞凋亡过程。因此本课题在实验室前期研究的基础上,拟通过对不同猪种的NORFA基因全序列进行克隆扩增,同时利用生物信息学手段分析其特征序列,并筛选SNP位点以及多态性分析,尝试从该角度阐述NORFA的表达调控机制并为揭示猪卵泡闭锁机制和提高母猪繁殖力提供一定理论依据。
参考文献
2. 研究的基本内容和问题
1.项目研究目标:
(1)克隆扩增不同猪种NORFA基因全序列;
(2)筛选猪NORFA基因SNP的位点并进行多态性分析;
3. 研究的方法与方案
研究方法
(1)通过氯仿-苯酚法提取耳组织DNA样品,通过PCR扩增和克隆测序技术得到不同种猪NORFA基因的全序列;
(2)通过DNA混池测序鉴定不同猪种NORFA基因上存在的SNP位点,分析SNP位点的多态性;
4. 研究创新点
特色或创新之处
(1)首次对不同猪种NORFA基因全序列进行克隆测序
(2)鉴定并分析NORFA基因多态性
5. 研究计划与进展
研究计划及预期进展
2017年9月-12月 搜集相关文献资料,认真学习好相关实验知识及技术,和导师交流搜集资料;
2018年2月-4月 完成实验内容,鉴定,筛选出相应的SNP位点,整理数据,统计关联分析,最终保留实验结果;
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