基于RefGene和GenBank公共数据集的人类成熟mRNA上游开放阅读框的分析
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摘要
上游开放阅读框(uORF)是成熟mRYA的5′UTR中一种转录后调控元件,它能够调控下游主要开放阅读框(mORF)的翻译水平。过去的研究表明,发生于uORF区域的突变,特别是使得起始密码子,终止密码子产生或消失的突变,能够导致mORF翻译水平的显著变化,导致遗传病的发生。目前,还没有系统性的研究,对不同种类疾病的患者DNA测序发现的突变与uORF的状态相联系。这里,我们利用公共数据集:人类RNA GenBank数据和RefGene数据,对人类成熟mRNA的uORF做一个更新性的探索,包括GO的注释和序列特征分析。GO注释表明,含有uORF的基因在功能上通常富集于某些特定的亚集,如癌基因,神经组成,转录因子等。序列特征分析表明,uORF的存在是影响TIS选择的一个因素。一个对人类蛋白质组表达谱数据的二元分析提示,在人类多个组织中,含有一个或多个uORF的基因的表达水平显著低于不含有uORF的基因表达水平。并且,通过结合ClinVar,TCGA和COSMIC三个数据库,我们共过滤了3,740,227个变异位点,最终筛选得到146个导致uORF改变并且最可能导致基因表达改变的突变。在这些突变所在的基因,有一部分是已知的癌基因或特定疾病的关键调控基因。但是,它们在5′UTR上发生的变异和相应基因的蛋白表达水平的关系,且并未见报道,我们选择了两个含有uORF的靶基因作为实验验证。通过荧光素酶报告载体的实验,我们发现,这两个基因上的5′UTR上导致uORF改变的突变能够对mORF的表达水平产生很大的影响。这些发现可以对已知的突变与疾病的联系提供新的角度。
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