《重複基因結構分化的機制及其偏好性研究》是徐桂霞為項目負責人，中國科學院植物研究所為依託單位的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：重複基因結構分化的機制及其偏好性研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：徐桂霞
- 依託單位：中國科學院植物研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
基因重複是生物進化的原動力，因為重複基因為生物的進化提供了原材料。對重複基因功能分化的研究是目前生物學中的熱點和前沿。然而，已有的研究主要集中於重複基因在表達模式上的分化，而對編碼區的分化關注的不多。我們在前期研究中發現了外顯子化、假外顯子化、外顯子丟失、外顯子重複、外顯子重排和插入/缺失等多種能夠導致重複基因結構分化的機制，並發現這些機制可以在重複基因進化的早期階段起作用。此外，我們還發現外顯子化/假外顯子化和插入/缺失對重複基因結構分化的貢獻方式是不同的，而且似乎具有偏好性。這些結果表明編碼區的分化機制可能很複雜，值得進一步研究。本項目擬在已有工作的基礎上，對重複基因的分化問題進行深入研究，特別關注重複基因的早期階段，從結構分化的機制、偏好性及其與時間、功能和表達分化的相關性等方面開展研究。本項目的開展將在揭示重複基因結構分化規律的同時，為理解基因組乃至生物的進化提供新的思路和見解。
結題摘要
基因重複是生物進化的原動力，因為重複基因為生物的進化提供了原材料。對重複基因功能分化的研究是目前生物學中的熱點和前沿。然而，已有的研究主要集中於重複基因在表達模式上的分化，而對編碼區的分化關注的不多。項目申請人和主要參加者在前期研究中發現了外顯子化、假外顯子化、外顯子丟失、外顯子重複、外顯子重排和插入/缺失等多種能夠導致重複基因結構分化的機制，並發現外顯子化/假外顯子化和插入/缺失對重複基因結構分化的貢獻方式是不同的，而且似乎具有偏好性。這些結果表明編碼區的分化機制可能很複雜，值得進一步研究。本項目在已有工作的基礎上，對代表植物、動物和真菌基因組中搜尋獲得的可靠重複基因對進行了編碼區的比較研究，結果表明在不同的真核生物類群中，內含子-外顯子結構分化都普遍存在，但分化頻率和機制有所不同；插入/缺失和外顯子化/假外顯子化等導致重複基因發生結構分化的機制隨進化時間的延長呈現不同的變化趨勢；重複基因在編碼區的分化的確存在偏好性，其中保留祖先基因結構的子基因具有更高的表達水平和聯接性，說明結構發生變化的子基因有可能在調控區也發生了變化，並建立了新的互作網路。這些研究結果從基因組水平上確認了內含子-外顯子結構分化在重複基因進化過程中的重要性，並為新功能和新性狀的起源和演化提供了新的線索和資料。本項目的部分研究結果已在SCI核心刊物PNAS和Mol. Biol. Evol.上發表。
