可變剪接使一個(gè)基因能產(chǎn)生多種mRNA成熟體, 極大地增加蛋白多樣性。近期來(lái)自中南民族大學(xué)，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院的研究人員采用中華獼猴桃基因組數(shù)據(jù)做參考數(shù)據(jù), 利用中華獼猴桃葉片和果實(shí)3個(gè)不同發(fā)育時(shí)期(未成熟、半成熟和成熟期)的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù), 從中華獼猴桃基因組(39040個(gè)基因)中共鑒定出11651個(gè)基因(占總基因數(shù)的29%)對(duì)應(yīng)的32180個(gè)可變剪接事件。

獼猴桃(Actinidia chinensis)原產(chǎn)于中國(guó), 是營(yíng)養(yǎng)zui為全面的水果之一, 深受世界各國(guó)人民的喜愛(ài). 獼猴桃作為一種經(jīng)濟(jì)作物, 不僅味美, 還擁有*的營(yíng)養(yǎng)及藥用價(jià)值, 被譽(yù)為“水果*”. 獼猴桃的果肉含有豐富的維生素C、礦物質(zhì)、膳食纖維和其他有益健康的營(yíng)養(yǎng)代謝成分. 已有文獻(xiàn)報(bào)道, 獼猴桃不僅可以美容養(yǎng)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(yù)防癌癥和抗衰老。

隨著新一代測(cè)序技術(shù)的飛速發(fā)展和應(yīng)用, 獼猴桃全基因組序列草圖于2013年成功繪制并公開(kāi)發(fā)表, 為推動(dòng)獼猴桃基因組學(xué)的研究提供了便利和基礎(chǔ). 通過(guò)對(duì)獼猴桃基因組層次的研究, 尤其對(duì)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)如維生素C代謝相關(guān)網(wǎng)絡(luò)及基因的解析, 將為獼猴桃品質(zhì)改良和遺傳育種提供參考和依據(jù).。

可變剪接(alternative splicing, AS)是指同一基因編碼產(chǎn)生的mRNA前體通過(guò)不同的剪接方式產(chǎn)生2種或2種以上成熟體的過(guò)程. mRNA 前體需要在一式種大分子復(fù)合體(spliceosome)的幫助下通過(guò)RNA聚合酶Ⅱ催化完成剪接. 這個(gè)復(fù)合體由170余種蛋白和5種snRNAs(small nuclear RNAs)構(gòu)成, 在mRNA剪接過(guò)程中受5′端GU、3′端AG、內(nèi) 含 子3′端多嘧啶序列、3′剪接位點(diǎn)上游17~40堿基的分支點(diǎn)(CURAY)等決定信號(hào)調(diào)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(guò)分析不同組織的轉(zhuǎn)錄組(rna-seq)數(shù)據(jù), 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(dòng)態(tài)變化, 考察組織共有和特異的可變剪接事件. 通過(guò)GO(gene ontology)富集分析, 研究可變剪接主要發(fā)生在哪些基因類群中, 并著重考察維生素代謝網(wǎng)絡(luò)中的可變剪接事件. 通過(guò)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(kāi)展分子育種工作提供依據(jù)。

研究人員利用中華獼猴桃葉片和果實(shí)3個(gè)不同發(fā)育時(shí)期(未成熟、半成熟和成熟期)的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù), 從中華獼猴桃基因組(39040個(gè)基因)中共鑒定出11651個(gè)基因(占總基因數(shù)的29%)對(duì)應(yīng)的32180個(gè)可變剪接事件. 在可變剪接不同類型中, 內(nèi)含子保留類型的發(fā)生頻率zui高, 占50%以上; 3′可變位點(diǎn)類型頻率約為5′端可變類型的2倍。

GO富集分析結(jié)果表明, 可變剪接的基因主要富集于酶調(diào)控及核苷酸結(jié)合相關(guān)功能的GO類別中, 而組織*可變剪接基因功能富集熱點(diǎn)與組織的重要功能關(guān)聯(lián), 葉片多為肌動(dòng)蛋白及微管相關(guān); 未成熟果實(shí)與雙組分信號(hào)系統(tǒng)相關(guān); 半成熟果實(shí)多與磷脂合成過(guò)程相關(guān); 成熟果實(shí)多與信號(hào)傳遞過(guò)程相關(guān). 另外, 55.6%的維生素合成相關(guān)基因發(fā)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(guān)基因代謝過(guò)程中的重要作用。