人工诱导贻贝棘尾虫镜像骈体发生的分子作用机制

“Mirror-imaged doublet” is phenotypic effect in Stylonychia mytilus protozoa form conjugation experiment. However, the molecular mechanism is not clear. The project intends to study the molecular mechanisms of mirror-imaged doublet using techniques of molecular biology based on epigenetics. Analyzing of difference of transcription profiling between mirror-imaged and wild type Stylonychia in asexual generation, and screening of differentially expressed genes; analyzing time-course gene expression profiles of differentially expressed genes, determining gene functions, comparing the similarities and differences on cortical morphogenesis and cell phenotype change between the mirror image doublets and wild type cells,and discussing genetic basis on the expression regulation of candidate gene and cell cortex forms built. Based on these studies, studying on the interaction between genes and proteins which participate in mirror image doublets cell cortex morphogenesis, in order to study cell signaling pathways for doublet occurring, clarify epigenetic regulation mechanism of the cell morphogenesis developmental in eukaryotic cell cortex.

“镜像骈体”是人工诱导棘尾虫表型变异，但其形成的分子机制尚不清楚。本项目拟采用表观遗传学的理论和分子生物学技术手段对镜像骈体发生的分子机制进行研究。分析棘尾虫无性生殖世代镜像骈体型与野生型转录组图谱差异，筛选选择性差异表达基因；分析选择性差异表达基因的时空动态表达图谱，鉴定基因功能，比对镜像骈体与野生型细胞皮质形态建成及细胞表型变化的异同，探讨候选基因的表达调控与细胞皮层形态建成的核遗传学基础。在上述研究基础上，研究参与镜像骈体细胞皮质形态建成的基因间或基因与蛋白质之间的相互作用关系，为探索调控镜像骈体发生的分子细胞信号通路、及为阐明真核生物细胞皮层发育的表观遗传调控机制提供理论依据。

“镜像骈体”是人工诱导棘尾虫表型变异，但其形成的分子机制尚不清楚。本研究对野生型棘尾虫、创伤型棘尾虫、不可遗传的骈体型棘尾虫和可遗传的镜像骈体型棘尾虫细胞进行了转录组差异表达分析，并分析了棘尾虫蛋白质组。目前获得的研究结果如下：1、对镜像骈体棘尾虫的人工切割方法加以改进，提高了畸形虫体的成活率。2、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。3、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。4、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。表明人工干扰棘尾虫细胞可诱导基因表达发生变化。5、构建差异表达基因的时空动态表达图谱，揭示了人工镜像骈体细胞的形成与涉及调控分子功能和生物学过程等基因的差异表达相关，从而初步完成了项目预期目标。6、在此基础上，完成了浮萍棘尾虫全蛋白质组的测序，共鉴定752个蛋白，初步展示棘尾虫的蛋白质组图谱特征，为进一步揭示棘尾虫细胞模式形成提供基础数据。