人类组织特异性基因的进化分析.pdfVIP

人类组织特异性基因的进化研究 中文摘要 本文基于公共数据库资源，以人类组织特异性基因为对象，利用生物信息学 的理论和方法，对处于调控通路不同阶段的人类组织特异性基因的进化特征进行 比较研究，揭示人类组织特异性基因和非组织特异性基因在特定进化特征上的差 异，以及处于信号通路不同阶段的人类组织特异性基因之间存在的进化特征异 同，进而对相应的潜在机制进行探索。另外，本文从共进化的角度揭示了导致编 码区进化速率差异的可能原因，为深入研究此类基因的进化机制提供新的思路。 主要研究结果如下： (1)通过系统分析人类组织特异性基因及其在小鼠中的同源基因，计算多种进 化选择压力(如同义替代率(Ks)、非同义替代率(Ko)和进化速率)。结果 显示调控通路中不同阶段的组织特异性基因具有不同的进化速率。和其他组织特 异性基因相比，组织特异性的转录因子(包括Hox基因，non．Hoxhomeobox 基因，HLH基因以及Zingerfinger基因)具有相对较低的进化速率，而细胞外信 号、膜结合的信号受体以及神经递质基因具有明显高的进化速率。 (2)对不同种类组织特异性基因的非同义替代率进行比较分析，发现突变率 的不同并不是造成进化速率不同的真正原因，而组织特异性转录因子处于较强选 择压力以及功能和表达方式的差异才可能是潜在原因。 (3)通过与非组织特异性基因比较发现并非所有的人类组织特异性基因均进 化较快；和细胞信号及细胞分化相关的非组织特异基因相比，除神经递质和膜 结合的细胞信号受体基因以外，其他所有的组织特异性基因的进化速率均显著较 低。 (4)进一步识别并分析了不同基因内含子区的可转移元件，发现编码区具有 较低进化速率的基因在其相应内含子区便具有较低的可转移元件密度，表明编码 区和其相应的内含子区之间可能存在协调进化。 通过对上述研究结果的综合分析，初步揭示了人类组织特异性基因的特定进化 特性，即：相对于非组织特异性基因，并非所有的人类组织特异性基因均进化较 快，而且不同种类的人类组织特异性基因具有不同的进化速率，而不同编码区和 其相应的内含子区之间存在的协调进化可能是此现象的潜在驱动因素。本文的研 究结果为更深入探索此类基因的进化机制提供了相应基础和启示。 关键词：生物信息学，组织特异性基因，进化速率，同义替代，非同义替代，可 转移元件，共进化 Abstract Based onthe public databases，we investigate the ev01utionfeatures systematically ofthehuman whichare tissue-specificgenes involvedindif琵rent 0nthe places regulatory theoriesandmethodsof pathway，utilizing bioinformaticsaIld evolutionarv work genomics·Theindicatesthat thereexistthe distinct evolution c量laracterist