《果蠅microRNA適應性進化及其影響配子發生的比較基因組研究》是依託中山大學，由唐恬擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：果蠅microRNA適應性進化及其影響配子發生的比較基因組研究
- 項目類別：重大研究計畫
- 項目負責人：唐恬
- 依託單位：中山大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
黑腹果蠅經歷了熱帶到溫帶、野生到家養的生境轉變是研究生物對新環境適應機制的極好系統。基因調控的進化及影響表型的分子機制是進化遺傳學研究的前沿課題。本項目將在已有工作基礎上，以黑腹果蠅及其近緣種為材料，利用群體基因組數據，從全基因組水平鑑定黑腹果蠅中受正選擇的miRNA；在序列水平，研究這些適應性進化的miRNA在果蠅屬中的生滅過程及其在姐妹種間核苷酸變異模式的異同；在表達水平，分析適應性miRNA的組織特異性表達模式及演化；在表現型水平，利用基因敲除和反義寡核苷酸技術，研究適應性miRNA對雌雄配子發生的表型效應及其功能保守性；最終，利用轉錄組測序和分析，構建miRNA基因調控網路並探討其演化規律。綜合基因型、表達譜、表現型數據，闡明果蠅miRNA適應性進化的模式及其影響配子發生的基因組機制，揭示自然選擇在基因調控網路進化中的作用，全面系統地認識黑腹果蠅適應新環境的多基因作用機制。
結題摘要
黑腹果蠅經歷了熱帶到溫帶、野生到家養的生境轉變是研究生物對新環境適應機制的極好系統。基因調控的進化及影響表型的分子機制是進化遺傳學研究的前沿課題。我們利用果蠅群體基因組數據結合小RNA組測序，篩選鑑定黑腹果蠅中受選擇的miRNA；利用基因敲除結合RNA-seq在姐妹種間探討這些適應性進化的miRNA的功能演化及伴隨的靶基因調控網路改變；同時鑑定了黑腹果蠅Z和M種系間適應性分化的miRNA靶位點，在體內外驗證了這些位點的多態性對基因表達的影響。我們發現果蠅屬新miRNA經歷了產生、滅亡及適應性進化的循環，表明驅動miRNA進化的選擇優勢本身也是處在不斷進化的過程中，這對理解miRNA的調控功能有重要意義；發現miR-310s通過多個靶基因不一致地控制表型，暗示miRNA對表型起到進化穩定的作用；發現年輕的miR-983對雄性生殖力的作用及其對轉錄組的影響在黑腹果蠅和擬果蠅間不保守，揭示適應性miRNA介導靶基因調控網路重建進而導致表型變異；發現種子序列和非種子序列的進化同時介導著miR-972基因簇調控網路的重建，基因簇成員靶基因庫的保守性為返老還童miRNA功能的快速演化提供了便利，對理解miRNA功能演化有重要意義；發現M品系特異的正選擇導致九個miRNA靶位點在Z和M品系間發生適應性分化，適應性靶位點多態性能導致靶基因表達量在品系間差異，揭示miRNA調控網路進化在M品系走出非洲的適應中起到重要作用。
