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SnoRNA是目前发现数量最多,结构功能和基因表达研究较为清楚的一类非编码RNA(ncRNA),广泛存在于各种真核细胞以及古细菌细胞的核仁中。根据结构和功能,它可以分为:boxC/DsnoRNA和boxH/ACAsnoRNA,以及独立于这两类之外的MPR/7-2RNA。SnoRNA在结构、功能以及基因组织表达、生物合成等方面具有多样性。秀丽隐杆线虫(Caenorhabditiselegans,C.elegans)是一种很好的模式生物,基因组中存在相当数量的snoRNA,但目前研究仅鉴定出28种。鉴定C.elegans基因中snoRNA,不仅对阐明动物及人类snoRNA的结构、功能以及基因组织和表达特点有着重要意义,而且可以为最终阐明ncRNA在细胞中的作用提供依据。
本论文以C.elegans为材料,采用本实验室建立的实验RNA组学方法——锚定引物法,利用锚定引物CD-d(T)16和ACA-d(T)16分别构建了C.elegans的boxC/DsnoRNA和boxH/ACAsnoRNA的cDNA文库。运用5S、5.8S、23S三个rRNA特异性引物序列,菌落PCR优化筛选ACA文库,降低rRNA克隆干扰。本实验测序分析了近270个序列,共获得17种新boxC/DsnoRNA,12种新boxH/ACAsnoRNA,4种已报道的boxH/ACAsnoRNA,以及4种其它类型的ncRNA。
对29种新snoRNA进行结构功能分析和功能同源性比较发现:16种boxC/DsnoRNA具有与rRNA或snRNA配对的反义序列,推测指导特定位点核苷酸的2′-O-甲基化修饰;9种boxH/ACAsnoRNA具有与rRNA配对的反义序列,推测指导特定位点核苷酸的假尿嘧啶化修饰。部分snoRNA在其他物种中找到了功能同源分子,大部分snoRNA在C.briggase基因组中具有相似序列。基因组织分析结果表明,29种snoRNA分布于6条染色体上,12种位于基因间隔区,16种位于基因内含子中,1种跨越基因内含子和外显子。这些snoRNA在基因组中具有1~2个拷贝,定位于编码基因内含子的snoRNA符合“一个内含子一个snoRNA”的基因结构。此外还发现位于基因间隔区的CeACA-3上游有Pseudo-tRNA基因。
分析4种其他类型ncRNA发现,序列unknown-1位于染色体X的基因间隔区,是一种新类型的小分子RNAstem-bulgeRNA(sbRNA)。其余3种ncRNA序列中2种位于基因间隔区,一种位于基因内含子中,结构功能有待于进一步研究。