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分子生物学的根本目的是从微观角度对纷繁复杂生物世界作出科学解释。五十多年来,围绕着基因的复制与表达这个分子生物学的核心课题,研究人员在中心法则的框架下不断丰富着我们对这一生命基本现象的认识。在这一过程很重要的突破是对各种类型的非编码RNA的鉴定与功能研究。核仁小分子RNA(snoRNA)是目前已鉴定的非编码RNA中的最大的类群。从古细菌到哺乳动物的几乎所有的生物类群中都已鉴定出snoRNA这类分子。目前,研究已经证实这类分子具有参与核糖体RNA的生物合成以及指导包括核糖体RNA,核小分子RNA,转运RNA在内的一系列RNA分子的转录后修饰等生物学功能。另外,在哺乳动物中还鉴定出一百多种功能未知的snoRNA分子(orphan snoRNA),有证据显示这些分子将在其它生理过程中起到重要的调控功能。因此,对新的saoRNA进行鉴定及对其功能进行分析对于加深我们对基因的表达与调控的认识有重要意义。本论文采用计算机分析与分子生物学实验相结合的方法,对人类的snoRNA进行了研究。
本论文应用SnoSeeker软件包对人类基因组进行分析,从中筛选出19种候选SnoRNA分子,这包括11种box C/D snoRNA分子和8种box H/ACA snoRNA分子。本论文对这19种snoRNA分子进行了功能分析,结果指出其中分别有6种box C/D snoRNA和5种box H/ACA snoRNA也许具有指导核糖体RNA和核小分子RNA转录后修饰的生物学功能。另外的8种snoRNA则属于功能尚未能确定的类群。本论文以northern杂交,逆转录反应和cDNA测序等实验方法对这19种候选snoRNA分子在Hela细胞的表达情况进行了研究。结果确定了六种在Hela细胞中稳定表达snoRNA,分别命名为SNORD119,SNORD124,SNORA82,SNORA83.SNORA85和SNORA86。它们属于人类细胞中新鉴定的snoRNA分子。在这六种分子中,SNORD119的功能是指导28S-A4560碱基的2’-O-核糖甲基化修饰:SNORA82和SNORA83则分别指导28S-449l和18S-1367位点的假尿嘧啶化修饰:其余三种是新的orphan snoRNA。
本论文还对表现出组织专一性的SNORD121分子的生物学功能进行了研究。结果指出,该分子序列中有一段长度为12个核苷酸与28S核糖体RNA互补的反义序列,预测它可以指导28S-G4607位点的2’-O-核糖甲基化修饰。但dNTP浓度梯度实验结果显示该位点的修饰并没有组织专一性。这说明该分子也许还有其它生物学功能。
本论文对人类新的snoRNA研究进一步增加了对人类核糖体RNA转录后修饰的认识,并为新的orphan snoRNA的功能研究奠定了基础。