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真核生物细胞的各种复杂功能是通过基因和基因产物之间的相互作用来完成的。一个基因mRNA的表达量的多少直接或间接同时受到各种调控因子在不同层面上的调控,是细胞内各个调节因子共同作用的结果。另外随着各种高通量技术chip、ChIP-chip、ChIP-seq、二代、三代测序技术的发展,使人们能够在全基因组的水平上研究各个基因的功能。如何整合各个实验室的高通量数据,揭示各个调控因子之间的复杂的调控关系是一个有趣且有挑战性的工作。 处于同一个调控途径或者同一个调控复合体的调控因子在调控基因的表达上有很大的关联性,我们开发了一个基于遗传扰动的贝叶斯网络结构学习算法:DeletionMutantBayesianNetwork(DM_BN)。我们用此方法分析了544个酵母转录因子,染色质修饰重构相关蛋白以及蛋白质激酶、磷酸酶单突或双突的转录组数据。用我们的算法得出的各个基因表达调控因子之间的互作网络不管在准确率还是覆盖率上都要比JaccardIndex,ARACNE,Rgulator-Target,BIC和WinMineToolkits高。基于适合的准确率和覆盖率,我们不仅从全基因组水平上揭示在营养富集的条件下,不同类型调控因子在不同的生物学过程中是怎样相互作用的,还预测到在酵母生命活动中发挥重要作用的基因表达调控模型。例如:在酵母细胞的交配和丝状生长过程中,SIR去乙酰化酶复合体调控STE/FUS3/KSSMAPK信号转导途径下游的Fus3激酶表达等。软件包可以在后面的网址下载使用:http://www.picb.ac.cn/hanlab/tools.html. 另外MADS家族转录因子AP1、PI在拟南芥花发育过程中起到很重要的作用。我们结合其敲除突变体的基因表达数据和对它们的特定结合位点CArGbox的研究预测它们的直接靶基因。AP1缺失型突变体中表达发生显著性上调或下调的基因很多是已知的花早期发育的基因表达抑制子。很多花器官形成必需的基因的表达量在AP1和PI功能缺失性突变体中呈现明显一致的下调趋势。同时我们构建了35S-APl-3HAtag和35S-PI-3HAtag过表达转基因植株来确定我们的预测。除了已报道的AP1能够或与其他转录因子PI、AP3、AG、LFY等相互作用转录激活花发育过程中必须的许多基因外,我们ChIP结果显示它们靶基因大都为离子通道蛋白、激酶、激素受体等。所以我们可以得出APl、PI通过整合形态建成、信号转导和植物激素途径等来调控诱导花发育开始以及花器官的形成。