信帆生物：中華獼猴桃基因組可變剪接

可變剪接使一個基因能產生多種mRNA成熟體, 極大地增加蛋白多樣性。近期來自中南民族大學，中國農業科學院的研究人員采用中華獼猴桃基因組數據做參考數據, 利用中華獼猴桃葉片和果實3個不同發育時期(未成熟、半成熟和成熟期)的轉錄組數據, 從中華獼猴桃基因組(39040個基因)中共鑒定出11651個基因(占總基因數的29%)對應的32180個可變剪接事件。

獼猴桃(Actinidia chinensis)原產于中國, 是營養zui為全面的水果之一, 深受世界各國人民的喜愛. 獼猴桃作為一種經濟作物, 不僅味美, 還擁有*的營養及藥用價值, 被譽為“水果*”. 獼猴桃的果肉含有豐富的維生素C、礦物質、膳食纖維和其他有益健康的營養代謝成分. 已有文獻報道, 獼猴桃不僅可以美容養顏, 輔助治療口腔潰瘍、消化不良、壞血病等, 還可以提升人體免疫功能、預防癌癥和抗衰老。

隨著新一代測序技術的飛速發展和應用, 獼猴桃全基因組序列草圖于2013年成功繪制并公開發表, 為推動獼猴桃基因組學的研究提供了便利和基礎. 通過對獼猴桃基因組層次的研究, 尤其對營養品質如維生素C代謝相關網絡及基因的解析, 將為獼猴桃品質改良和遺傳育種提供參考和依據.。

可變剪接(alternative splicing, AS)是指同一基因編碼產生的mRNA前體通過不同的剪接方式產生2種或2種以上成熟體的過程. mRNA 前體需要在一式種大分子復合體(spliceosome)的幫助下通過RNA聚合酶Ⅱ催化完成剪接. 這個復合體由170余種蛋白和5種snRNAs(small nuclear RNAs)構成, 在mRNA剪接過程中受5′端GU、3′端AG、內 含 子3′端多嘧啶序列、3′剪接位點上游17~40堿基的分支點(CURAY)等決定信號調控。

在這篇文章中，研究人員以新完成的獼猴桃全基因組序列為參考序列, 通過分析不同組織的轉錄組(rna-seq)數據, 鑒定獼猴桃基因組中的基因可變剪接事件, 分析4種類型可變剪接在各組織中的頻率及動態變化, 考察組織共有和特異的可變剪接事件. 通過GO(gene ontology)富集分析, 研究可變剪接主要發生在哪些基因類群中, 并著重考察維生素代謝網絡中的可變剪接事件. 通過獼猴桃全基因組可變剪接的分析, 為解析獼猴桃基因組及開展分子育種工作提供依據。

研究人員利用中華獼猴桃葉片和果實3個不同發育時期(未成熟、半成熟和成熟期)的轉錄組數據, 從中華獼猴桃基因組(39040個基因)中共鑒定出11651個基因(占總基因數的29%)對應的32180個可變剪接事件. 在可變剪接不同類型中, 內含子保留類型的發生頻率zui高, 占50%以上; 3′可變位點類型頻率約為5′端可變類型的2倍。

GO富集分析結果表明, 可變剪接的基因主要富集于酶調控及核苷酸結合相關功能的GO類別中, 而組織*可變剪接基因功能富集熱點與組織的重要功能關聯, 葉片多為肌動蛋白及微管相關; 未成熟果實與雙組分信號系統相關; 半成熟果實多與磷脂合成過程相關; 成熟果實多與信號傳遞過程相關. 另外, 55.6%的維生素合成相關基因發生可變剪接事件, 顯著高于基因組水平的29.6%, 暗示著可變剪接參與維生素合成相關基因代謝過程中的重要作用。