[01340974]人工诱导棘尾虫镜像骈体转录组测序及分析

1.课题来源与背景 纤毛虫（Ciliophora）是一大类通常行异养的原生动物,其表型变异被认为是细胞对环境刺激 响应的一种发育的可塑性[1]。人工显微手术或环境胁迫（例如热激及化学诱导）诱导纤毛虫类表型 变异成“骈体型”（doublets）并能稳定遗传。通过人工显微手术将一个正常细胞的各部分进行切割（只保留部分细胞质和大核）、调换或移接,都能获得可遗传的骈体细胞;甚至将一个骈体细胞进行再次切割、调换或移接还能再生获得新的左右对称骈体[2,3]。这种利用胁迫方式改变细胞表型并遗传的现象,可为研究非DNA控制真核生物细胞发育与遗传提供直接参考。 2.研究目的与意义 研究者通过分析细胞组织学性状探讨骈体形成的作用机制,但无法利用已经提出的学说解释骈体形成过程中细胞遗传在细胞结构中发挥的关键作用。因此,本研在前人基础上拟采取单细胞全转录组测序技术、在转录水平上筛选参与棘尾虫镜像骈体细胞皮层建成的功能基因,研究基因功能,寻找基因表达及调控的规律,尝试构建其分子调控网络,揭示细胞皮层形态建成过程中镜像骈体发生及所致皮层遗传事件的表观遗传分子机制 3.主要论点与论据 建立了适用于棘尾虫的纯培养体系,保障了后续分子生物学实验的材料可靠性。构建贻贝棘尾虫单细胞的差异转录组数据库,将所有转录组数据合并,得到20091条转录本,分别与Nr等数据库注释,并对长度和基因数进行统计。不同细胞型的棘尾虫表达差异分析发现,可遗传的镜像骈体棘尾虫细胞与不可遗传的镜像骈体棘尾虫细胞、创伤型棘尾虫细胞、野生型棘尾虫细胞的基因表达差异显著。 4.创见与创新 本研究首次完成了贻贝棘尾虫野生型、创伤型和可遗传镜像骈体型的单细胞转录组测序,验证了人工干扰棘尾虫细胞可诱导基因表达发生变化。为进一步揭示棘尾虫细胞模式形成提供基础数据。 5.社会经济效益,存在的问题 贻贝棘尾虫是是一种营自由生活的单细胞真核生物,隶属于原生动物门中的纤毛亚门腹毛目,广泛分布于全球各地的淡水环境中。在过去的50年中,以棘尾虫为实验对象在基础生物学研究中取得了一系列突破性的成果,是首次用人工手术方法获得能正常遗传的双体原生动物,其表型受环境扰动的巨大变化好比一个丰富的资源库,是研究真核生物细胞表型可塑性,解析细胞皮层模式形成与基因调控的关系的典型模式生物。