原生动物四膜虫生殖小核(germline nucleus)体功能(somatic function)的分子基础研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31872221
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    熊杰
  • 依托单位：
    中国科学院水生生物研究所
  • 学科分类：
    C0405.动物资源与保护
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

One of the most important problems in biology is the relationship between germline and soma. The ciliated protozoa, which have the differentiation of germline nucleus (micronucleus) and somatic nucleus (macronucleus), naturally become the good material to study the germline-soma relationship. Although mainly function as germline reserve, the germline nucleus of ciliates showed some somatic functions, and this provide new insight to the germline-soma relationship. However, the molecular basis of somatic functions controlled by germline nucleus is not clear. Focus on this question, this application propose to use ciliated protozoan - Tetrahymena thermophila as material, and perform comparative genomics and whole transcriptomics analysis to identify the DNA sequences which control the somatic functions in germline nucleus. Then, experiments will be done to investigate the molecular functions for the identified DNA sequences, and try to elucidate the molecular mechanism. Finally, the above findings will help to discuss the relationship between germline nucleus and somatic nucleus in single-celled ciliates, and also improve the understanding about the relationship and division of labor between germline and soma in multicellular organism.
生殖系（germline）与体细胞系（soma）的关系是生物学中最重要的问题之一。而具有生殖核（小核）和体核（大核）分化的原生动物纤毛虫正是在单细胞水平研究生殖系与体细胞系之间关系的优良材料。虽然保存遗传信息是纤毛虫生殖小核的主要功能，但其还具有一定的体功能，使得研究者对生殖系与体细胞系之间的关系有了新认识。针对纤毛虫生殖小核体功能的分子基础尚不清楚这一问题，本项目提出以纤毛虫-嗜热四膜虫为突破口，以比较基因组和比较全转录组分析为主要研究手段，鉴定嗜热四膜虫中控制生殖小核体功能的DNA序列，并在基础上开展功能分析，阐明生殖小核体功能的分子基础，探讨单细胞纤毛虫生殖核与体核的关系，增进对多细胞生物生殖系与体细胞系之间的关系及其进化分工的认识。

结项摘要

生殖系（germline）与体细胞系（soma）的关系是生物学中最重要的问题之一。而具有生殖核（小核）和体核（大核）分化的原生动物纤毛虫正是在单细胞水平研究生殖系与体细胞系之间关系的优良材料。本项目以纤毛虫-嗜热四膜虫为突破口，以比较基因组和转录组分析为主要研究手段，筛选了嗜热四膜虫中控制生殖小核体功能的DNA序列。取得主要结果包括：1）建立了纤毛虫高质量大核基因组以及完成图组装的重要技术方法; 2) 获得了嗜热四膜虫大、小核的基因组完成图，为以模式嗜热四膜虫的研究体功了重要的基础资源; 3) 筛选到了嗜热四膜虫小核体功相关的DNA元件库; 4) 厘清了转录因子ZFP1在四膜虫有性生殖和小核发育过程中的重要作用。研究结果对理解生物生殖系与体细胞系之间的关系及其进化分工具有重要意义

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（1）
Bacteria-Derived Hemolysis-Related Genes Widely Exist in Scuticociliates.
细菌源性溶血相关基因广泛存在于盾纤毛虫中。
  • DOI：
    10.3390/microorganisms8111838
  • 发表时间：
    2020-11-22
  • 期刊：
    Microorganisms
  • 影响因子：
    4.5
  • 作者：
    Zhang J;Chen K;Jiang C;Yang W;Gu S;Wang G;Lu Y;Miao W;Xiong J
  • 通讯作者：
    Xiong J
RNA Interference by Cyanobacterial Feeding Demonstrates the SCSG1 Gene Is Essential for Ciliogenesis during Oral Apparatus Regeneration in Stentor.
蓝藻喂养的 RNA 干扰表明 SCSG1 基因对于 Stentor 口腔器具再生过程中纤毛发生至关重要
  • DOI：
    10.3390/microorganisms9010176
  • 发表时间：
    2021-01-15
  • 期刊：
    Microorganisms
  • 影响因子：
    4.5
  • 作者：
    Wei W;Jiang C;Chai X;Zhang J;Zhang CC;Miao W;Xiong J
  • 通讯作者：
    Xiong J
Genome-Wide Identification of G Protein-Coupled Receptors in Ciliated Eukaryotes.
纤毛真核生物中 G 蛋白偶联受体的全基因组鉴定
  • DOI：
    10.3390/ijms24043869
  • 发表时间：
    2023-02-15
  • 期刊：
    International journal of molecular sciences
  • 影响因子：
    5.6
  • 作者：
  • 通讯作者：
A strategy for complete telomere-to-telomere assembly of ciliate macronuclear genome using ultra-high coverage Nanopore data.
使用超高覆盖度纳米孔数据完成纤毛虫大核基因组端粒到端粒组装的策略
  • DOI：
    10.1016/j.csbj.2021.04.007
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Computational and structural biotechnology journal
  • 影响因子：
    6
  • 作者：
    Wang G;Wang S;Chai X;Zhang J;Yang W;Jiang C;Chen K;Miao W;Xiong J
  • 通讯作者：
    Xiong J
Proteomic identification and expression of oral apparatus constituents in cell regeneration of giant ciliate Stentor coeruleus (strain WHEL)
巨型纤毛虫Stentor coeruleus（WHEL品系）细胞再生中口腔器成分的蛋白质组学鉴定和表达
  • DOI：
    10.1016/j.gene.2020.144624
  • 发表时间：
    2020-06-15
  • 期刊：
    GENE
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    Wei, Wei;Jiang, Chuanqi;Xiong, Jie
  • 通讯作者：
    Xiong, Jie

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其他文献

马蜂内生酵母种群结构分析及Metschnikowia pulcherrima的分离和鉴定
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  • 发表时间：
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    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
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玉米醇溶蛋白/聚乳酸纳米纤维膜制备及其力学性能
  • DOI：
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    熊杰
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  • DOI：
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  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
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    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    邹长春
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    --
  • 作者：
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  • DOI：
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  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    唐菊;萧庆亮;熊杰
  • 通讯作者：
    熊杰

其他文献

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三种四膜虫全基因组N6-甲基腺嘌呤的鉴定及其功能进化
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    2016
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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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