动物poly(A)位点的全基因组提取流程及其应用

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多聚腺苷酸化是真核生物基因表达的重要步骤。多聚腺苷酸化位点(Poly(A)位点)标识基因末端,准确识别poly(A)位点有利于确定成熟的mRNA。如果一个基因含有多个poly(A)位点,通过不同poly(A)位点的选择可以产生不同性质的mRNA。全基因组3’末端测序技术产生了大量包含poly(A)位点信息的序列,如何从这些序列中快速有效地获取poly(A)位点成为了生物学家急需解决的问题。本文主要针对WTTS-seq产生的热带爪蟾序列,开发了在全基因组水平上提取poly(A)位点的流程,为生物学家进一步分析生物学问题打下了基础。该流程基于poly(A)位点的距离进行聚类;基于相对位置的优先级顺序对poly(A)位点进行定位;集合了 Perl脚本与第三方生物信息软件,可扩展应用于不同物种以及相似的测序技术产生的海量数据中。为丰富poly(A)位点信息,本文用滑动窗口分别扫描位点上游和下游序列,探究位点上游poly(A)信号分布情况,探究位点所在位置是否是A富集区域。本文应用该流程分析了 16个样品共计1.6亿条热带爪蟾WTTS-seq序列,样品分别来自不同的胚胎发育阶段和不同的性别,提取了约7万个在胚胎发育阶段表达的poly(A)位点、约6万个在不同性别中表达的poly(A)位点。结果表明,在胚胎发育的过程中,poly(A)位点的表达情况由多变少再增多,与胚胎发育过程中母型-合子型转换过程吻合;雄性和雌性热带爪蟾对poly(A)位点的利用具有差异性。另外,本文还使用该流程提取了牛、鸡、大鼠三种动物的poly(A)位点,结合热带爪蟾poly(A)位点结果进行综合分析,发现位于基因不同位置的poly(A)位点对于基因类型的选择有偏向性。该流程适用性广,运行速度快,可靠性较高,能帮助生物学家更好地理解poly(A)位点在不同物种、不同发育阶段、不同性别甚至不同环境下的作用情况,进而加深对基因表达和蛋白质多样性的理解。
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