IOCAS-IR
线虫生长发育调控基因的初步分析
王彤彤
Subtype硕士
Thesis Advisor张留所
2022-05-20
Degree Grantor中国科学院大学
Place of Conferral中国科学院海洋研究所
Degree Name工程硕士
Keyword海洋线虫Litoditis marina 秀丽线虫Caenorhabditis elegans 生长发育 Hox基因 lin-39
Abstract

全球气候变化影响海洋动物生长发育和繁殖等生命过程,生长发育调控基因筛选是发育生物学研究的基础,我们以海陆近缘物种秀丽线虫和海洋线虫为研究对象,探究了线虫早期发育过程中的关键调控基因。我们对海洋线虫Litoditis marina 胚胎期和L1幼虫期2 h、4 h、6 h共四个早期发育阶段样品进行了转录组测序和分析,发现海洋线虫与秀丽线虫的早期发育模式高度保守。针对发育调控关键基因lin-39,通过CRISPR/Cas9基因编辑、显微观察和组学分析,初步探究了Hox基因lin-39调控秀丽线虫生长发育的初步机制。主要研究结果如下:

1. L. marina早期发育过程中,2 h、4 h和6 h的L1发育阶段两两之间的差异较小,而每个L1发育阶段与胚胎期相比,基因的表达变化非常显著。通过KEGG富集分析,发现三个L1幼虫期与胚胎期相比,蛋白合成相关通路(核糖体、核糖体生物发生和氨酰基-tRNA合成)、能量合成相关通路(糖酵解/糖异生、TCA循环和氧化磷酸化通路)和多种代谢通路中多个相关基因的表达水平发生了显著上调。另外,我们发现多个神经递质和神经肽受体基因如dop-npr- 等在L1幼虫期转录水平较胚胎期显著上调。KEGG富集结果显示L1幼虫与胚胎期相比,多个DNA复制相关通路(DNA复制、错配修复、碱基切除修复和核苷酸切除修复)、Notch、Hippo和Hedgehog信号和剪切体等通路中多个基因的表达水平显著下调。本研究结果显示L. marina早期发育转录组变化特征与已经研究报道的陆生模式生物秀丽线虫Caenorhabditis elegans从胚胎发育期到L1幼虫期的转录组变化模式高度相似,但不同的是,在同一上调或下调的通路中具体表达变化的基因并不完全一致。除此之外,L1幼虫期在L. marina中发生显著上调的与核糖体生物发生通路多个有关基因在秀丽线虫中却发生了显著下调。

2. L. marina有5个Hox基因,其中lin-39在秀丽线虫和L. marina胚胎期和L1幼虫期间的表达变化不同。通过基因编辑获得了秀丽线虫lin-39突变体,突变体表现为生殖器官vulva缺失、产卵缺陷、体内孵化、发育迟缓、同步率低。通过转录组KEGG和GO的富集分析,发现相较于野生型N2,lin-39突变体L4幼虫期发生显著变化的基因数远多于胚胎期,lin-39基因突变导致胚胎发育中核糖体蛋白基因下调,L4幼虫阶段Hedgehog受体相关基因、钙粘蛋白相关基因的表达水平显著降低。我们推测lin-39突变体发育减慢可能是胚胎发育过程中蛋白质合成降低导致,也可能与L4幼虫期Patched蛋白、钙粘蛋白、溶酶体蛋白功能的降低有关。

Subject Area生物工程(亦称生物技术)
MOST Discipline Catalogue工学::生物工程
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.qdio.ac.cn/handle/337002/178381
Collection中国科学院海洋研究所
Recommended Citation
GB/T 7714
王彤彤. 线虫生长发育调控基因的初步分析[D]. 中国科学院海洋研究所. 中国科学院大学,2022.
Files in This Item:
File Name/Size DocType Version Access License
王彤彤硕士学位论文 最终提交版.pdf(5784KB)学位论文 限制开放CC BY-NC-SAView
Related Services
Recommend this item
Bookmark
Usage statistics
Export to Endnote
Google Scholar
Similar articles in Google Scholar
[王彤彤]'s Articles
Baidu academic
Similar articles in Baidu academic
[王彤彤]'s Articles
Bing Scholar
Similar articles in Bing Scholar
[王彤彤]'s Articles
Terms of Use
No data!
Social Bookmark/Share
File name: 王彤彤硕士学位论文 最终提交版.pdf
Format: Adobe PDF
All comments (0)
No comment.
 

Items in the repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.