《魚類原始X染色體的發現及其特徵分析》是依託武漢大學，由程漢華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：魚類原始X染色體的發現及其特徵分析
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：程漢華
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
申請人長期從事動物生殖遺傳學研究。動物生殖遺傳機制的探索一直是生命科學領域中的一個重要研究課題。脊椎動物性染色體的起源和進化形成機制至今仍然未知。該探索不僅有助於了解人類的繁衍與生存，而且為整個脊椎動物的生殖研究提供基礎。據此，本研究擬採用現代結構及功能基因組等技術，結合多種分子和細胞及生物信息技術手段，系統探索硬骨魚黃鱔中與人類X高度同源的原始性染色體。通過BAC和基因組序列組裝構建該染色體精細物理圖譜，在多物種基因組水平上比較研究性染色體的共線性和進化特徵；系統分析該染色體的表觀遺傳修飾及其基因的活躍和沉默程度；探索原始性染色體基因與性腺分化的關係及關鍵基因的分子通路。該項研究對認識脊椎動物性染色體結構、功能及其形成的遺傳機制具有重要的理論和實際意義。
結題摘要
項目的背景 黃鱔擁有天然性逆轉生殖策略，其基因組形成機制的探索，對於闡明包括人類在內的整個脊椎動物生殖遺傳及發育機制具有重要的理論意義。該項研究採用現代基因組學及遺傳學技術方法，藉助於進化和生物信息手段,在基因組範圍內系統分析脊椎動物染色體演化藍圖；構建黃鱔原始染色體精細物理圖譜；探索性染色體起源和形成機制；分析性逆轉基因組表觀遺傳修飾特徵；對性分化基因的功能和分子機制進行深入研究。以此模式獲得的染色體形成機制的發現，作為研究其它脊椎動物性分化發育的突破口,以期獲得對脊椎動物性別決定規律較深入的認識。 主要研究內容 1. 全基因組染色體水平精細物理圖譜的構建 2. 黃鱔全基因組染色體的融合事件和脊椎動物性染色體形成的融合重組演化機制 3. 全基因組重複元件和轉座元件的鑑定及染色體作圖 4. Tudor家族基因的擴張與收縮 5. SRY祖先基因Sox3參與卵子發生的功能和分子機制 6. 表觀遺傳和細胞自噬在性分化中的作用 重要結果 1. 對基因組草圖序列進行了全基因組範圍的染色體組裝，構建了全基因組染色體水平精細物理圖譜； 2. 發現了在進化過程中全基因組染色體的融合事件，以及脊椎動物性染色體形成的融合重組演化新機制； 3. 鑑定了全基因組重複元件和轉座元件及其在染色體的不均衡分布特徵； 4. 系統分析了Tudor家族基因的擴張與收縮，發現Tudor成員存在偏好性複製與丟失； 5. 通過基因敲除等技術，確立了SRY的祖先基因Sox3演化為決定雌性發育的關鍵基因，而SRY基因本身決定了雄性的發育。 6. 發現細胞自噬上調以及基因組表觀調控在性分化中具有重要作用。 以上研究成果發表了5篇 SCI論文，其中，一區2篇，二區1篇，三區2篇,另有2篇論文在整理待發表中： Gigascience 2018 (一區,IF=7.267); Autophagy 2016(一區,IF＝11.1); Protein Cell 2018 (二區,IF=6.228); Sci. Rep. 2015(三區,IF=4.122); J. Exp. Zool. B. 2017(三區，IF=2.432)。 關鍵數據及其科學意義 1. 黃鱔全基因組染色體水平精細物理圖譜，為水產動物育種提供了新資源； 2. 性染色體演化規律和性分化機制的認識，為進一步理解脊椎動物性分化發育機制提供了新途徑。
