布氏锥虫中tRNA来源的小RNA的鉴定和功能研究

Trypanosoma brucei and its subspecies are the pathogens of African human sleeping sickness and animal Nagana diseases. These pathogens not only are the important zoonoses recognized by WHO and OIE, but also are good model to understand the relationship between host and parasitic protozoan. The development and differentiation of T. brucei are the key steps for successful tranmission between mammalian host including human and blood sucking insect vector. However, the mechanims of these differentiation and development are still far to understand. More and more evidence demonstrated that small non-coding RNAs play significant biological function on the development and differentiation of eukaryotes. This project will focus on the high throughput sequenced small non-coding RNAs in T. brucei in order to identify some small RNAs from transfer RNAs and to understand their function on gene modulation or even on the differentiation of T. brucei. Results from this project will not only provide valuable molecular data to understand the relationship between small RNAs and differenctiation of T. brucei, but also provide important data to know the evolution of small RNAs and RNA interferece pathway in eukaryotes and to search novel coumpouds against African trypanosomiasis caused by T. brucei and its subspecies.

布氏锥虫是非洲人睡眠病和动物锥虫病的病原体，是世界卫生组织(WHO)和世界动物健康组织(OIE)致力要在全球控制和消灭的重要人畜共患热带病病原体之一，也是国际学术界研究宿主与寄生原虫相互作用关系的重要模式物种。布氏锥虫在人体和哺乳动物体内的分化和发育是其成功传播的关键，但其分化发育的机理至今仍存在极大的争议。越来越多研究表明，非编码小RNA在真核生物的分化发育中具有重要的生物学功能。本项目将利用大规模高通量技术测序得到的布氏锥虫非编码小RNA数据库，寻找转运核糖核酸（tRNA）产生的小RNA，并研究其与锥虫分化发育相关的蛋白编码基因之间的关系，拟阐明锥虫分化过程的调控机理。研究结果将为揭示小RNA与锥虫的分化发育关系提供确切的分子证据，为研究真核生物中tRNA的功能进化和RNA水平调控机制的进化提供重要参考。

布氏锥虫是非洲人睡眠病和动物锥虫病的病原体，是世界卫生组织(WHO)和世界动物健康组织(OIE)致力要在全球控制和消灭的重要人畜共患热带病病原体之一，也是国际学术界研究宿主与寄生原虫相互作用关系的重要模式物种。布氏锥虫在人体和哺乳动物体内的分化和发育是其成功传播的关键，但其分化发育的机理至今仍存在极大的争议。越来越多研究表明，非编码小RNA在真核生物的分化发育中具有重要的生物学功能。本项目利用高通量技术测序得到的布氏锥虫非编码小RNA数据库，发现一部分小RNA来源于tRNA。进一步研究证实这些小RNA的产生不是随机的，而是特定来源于tRNA的一些位置，并且这些小RNA与RNA干扰途径中的DICER蛋白的表达相关，说明它们是具有功能的tRNA来源的siRNA。这些siRNA在布氏锥虫的不同生活史时期表达量存在差异，也说明这些siRNA在布氏锥虫的分化过程中发挥作用。同时我们也证实锥虫中有少量的microRNA，并且它们也与布氏锥虫的分化相关。研究结果为揭示小RNA与锥虫的分化发育关系提供确切的分子证据，也为研究真核生物小RNA的进化提供重要的理论依据。另外在项目资助下，我们也获得计划外成果，并已发表于SCI期刊。锥虫亚属包含布氏锥虫、伊氏锥虫和马媾疫锥虫三个虫种，它们彼此间的进化关系一直扑朔迷离。我们采用SSCP和ITS测序的方法对锥虫亚属三个虫种进行分析，再次证实伊氏锥虫和马媾疫锥虫应为布氏锥虫的亚种甚至虫株，为进一步厘清三者进化关系提供重要参考。锥虫的冻存和复苏一向套用哺乳动物细胞的常用方法，少有革新。我们首次将细胞外冻存剂海藻糖及其与胞内冻存剂（甘油和DMSO）组成的混合冻存方案应用于各种生活史时期的锥虫，探索出一套毒性小、操作简便、效率更高的冻存方案。这也将为其他原生动物实现有效冻存提供重要的参考。