调控细胞多能性关键基因组区域的鉴定、神经系统中非编码RNA的研究及高通量测序数据分析软件SSRAN的开发
近年来,测序技术的革新给生命科学带来新的历史机遇。借助新一代测序技术,人们开始从全基因组范围,全面系统地去研究生物学问题。本文中,我们以多能性干细胞和鸣禽中枢神经系统为研究对象,利用新一代高通量测序技术在全基因组范围上鉴定了小分子RNA的表达模式,并分别研究了干细胞多能性水平与小分子RNA表达的关系,及鸣禽中枢神经系统中microRNA参与的分子通路。同时,我们开发出应用于分析新一代测序技术产生的高通量数据的生物信息学软件SSRAN(ShortSequence Reads Analyzer)。本文的贡献可分为以下三个方面:
首先,利用新一代高通量测序等大规模检测技术,发现小鼠12号染色体长臂上一段长约800kb的基因组印记区与干细胞多能性水平密切相关。这段区域编码了一簇约50个microRNA,5个蛋白编码基因,3个非编码基因及一个核仁小RNA簇。在完全多能性干细胞中这段区域的表达被激活,而在非完全多能性干细胞中表达被抑制。我们论证了这段基因组区域是鉴别干细胞多能性水平的关键性标志,这项发现将显著提高诱导多能性干细胞(iPS)的筛选效率,推进iPS细胞向临床应用。
其次,系统地鉴定了鸣禽脑和肝脏中microRNA及其它小分子。RNA的表达谱,这也是首次对鸣禽进行的大规模microRNA测序。在研究中,我们揭示了microRNA有可能参与了鸣禽学习及唱歌行为中的分子通路,并且发现了microRNA可能和鸟类的性别决定机制有关。
最后,我们开发了应用于分析新一代测序技术产生的高通量数据的生物信息学软件SSRAN(Short Sequence Reads Analyzer)。该软件提供了对高通量数据进行一整套流程化分析的工具,能够作为储存、分享、研究数据的生物信息学分析平台,帮助研究者快速准确的从海量数据中寻找有价值的信息,解决具体的生物问题。
- 作者：
- 骆观正
- 学位授予单位：
- 中国科学院研究生院
- 专业名称：
- 生物信息学
- 授予学位：
- 博士
- 学位年度：
- 2010年
- 导师姓名：
- 王秀杰
- 中图分类号：
- Q78
- 关键词：
- 新一代测序；多能性干细胞；生物信息学软件；全基因组
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