基于RNA-Seq数据识别果蝇剪接位点和可变剪接事件

完整基因结构的预测是当前生命科学研究的一个重要基础课题,其中一个关键环节是剪接位点和各种可变剪接事件的精确识别.基于转录组测序（RNA-seq）数据,识别剪接位点和可变剪接事件是近几年随着新一代测序技术发展起来的新技术策略和方法.本工作基于黑腹果蝇睾丸RNA-seq数据,使用TopHat软件成功识别出39718个果蝇剪接位点,其中有10584个新剪接位点.同时,基于剪接位点的不同组合,针对各类型可变剪接特征开发出计算识别算法,成功识别了8477个可变剪接事件（其中新识别的可变剪接事件3922个）,包括可变供体位点、可变受体位点、内含子保留和外显子缺失4种类型.RT-PCR实验验证了2个果蝇基因上新识别的可变剪接事件,发现了全新的剪接异构体.进一步表明,RNA-seq数据可有效应用于识别剪接位点和可变剪接事件,为深入揭示剪接机制及可变剪接生物学功能提供新思路和新手段.     

黑腹果蝇的性别控制

性别的形成包括两个过程,即性别决定和性别分化。果蝇的性别控制研究包括性别决定、性别分化、性别鉴定、性别诱导和性别控制5个方面。性别决定是在两种不同发育途径之间的选择,它提供了一个研究基因调控的模式系统。果蝇的性别决定问题已经研究得相当详细［1］。性别分化是使胚胎向着雌性或雄性发育的过程,决定了性别表型。果蝇的性别分化也取得了不少研究成果。近年来,许多重要的性别调控基因已被克隆和鉴定。随着果蝇基因组全序列测定的完成,果蝇的性别控制研究将会更为深入而完善。本文对与黑腹果蝇性别决定和性别分化相关的一些问题进行综述。     

果蝇非经典剪接位点的生物信息学预测

目的:计算识别果蝇中新的非经典剪接位点,以探索未知的剪接机制。方法:基于黑腹果蝇表达序列标签(EST)与其基因组序列比对数据重构基因结构,从中发现非经典的剪接位点,并采用Weblogo软件分析非经典剪接位点上下游序列,以期发现剪接相关的特异性元件。结果:共得到265个非经典的剪接位点,这些剪接位点落在195个蛋白编码基因上。结论:应用生物信息学方法在果蝇中发现了上百个非经典剪接位点,为研究非经典剪接机制奠定了基础。     

黑腹果蝇黑条体突变型的基因定位研究

黑腹果的体色突变类型常见的有黄体（yellow,y）、黑体（black,b）和黑檀体（ebony,e）,分别位于X染色体,第二染色体和第三染色体上,.黑条体突变型是本实验室1991年9月从野外采集的黑腹果蝇野生型单雌系后代中发现的自发突变品系,为了探明黑条体突变型是原有黑体突变类型的再现还是新的突变,采用常规杂交方法和互补7实验技术对黑腹果蝇黑条体突变型的定位进行了探讨,互补测验的结果表明,黑条体与黑檀体杂交的子一代为反式排列的杂合体无互补,表现为突变型,子二代中,由于交换而产生重组类型的顺式排列的杂合体表现为野生型。因此确定黑条体突变基因（bsr）与黑檀体突变基因（e）是等位的,位于第三染色体的93D2区,但分别位于不同的位点上,属于同一顺反子的新的点突变,同时对于各体色间的相互作用及遗传传递方式的进行了讨论。     

黑腹果蝇的分离变相因子

众所周知,一对基因在杂合状态中保持相对的独立性,而在配子形成时,又按原样以相同比例分离到不同的配子中去,这是生物中最基本的遗传规律———孟德尔分离定律。但实际上并不是所有基因的分离都严格遵循孟德尔分离定律,存在于黑腹果蝇中的分离变相因子（ＳｅｇｒｅｇａｔｉｏｎＤｉｓｔｏｒｔｅｒ,以下简称ＳＤ）就是一种具有减数分裂驱动（ｍｅｉｏｔｉｃｄｒｉｖｅ）性质的、违反孟德尔分离定律的特殊遗传因子,从六十年代发现至今引起了人们的广泛关注,本文从其遗传背景,结构特征及进化规律等方面分别介绍一些近期的研究结果。１…     

樱桃新害虫黑腹果蝇的生物学特性

果蝇是近几年发现危害樱桃果实的一类重要害虫,在国内外樱桃产区均有发生。天水地区危害甜樱桃的果蝇有3个种,分别是黑腹果蝇Drosophila melanogaster Meigen、铃木氏果蝇Drosophila suzukii(Matsumura)和海德氏果蝇Drosophila hydei(Sturtevant),黑腹果蝇为优势种。作者记述黑腹果蝇对甜樱桃果实的危害情况、寄主范围及其生活史、生活习性、发育历期与温度的关系等,调查发现蚂蚁是樱桃果蝇的天敌之一。     

黑腹果蝇细胞谱系分析方法进展

对动物体内单个细胞的谱系进行分析有助于追踪其在发育过程中的作用,但是体内各种组织都是由很多形态、结构、功能各不相同的细胞构成的复杂系统,这种复杂性严重阻碍了对单个细胞的研究。嵌合克隆技术(Mosaic technique)和标记技术(Labeling technique)的出现为这一研究提供了强有力的手段。文章介绍了近几年来黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)研究中常用的7种嵌合克隆标记方法,包括FRT介导的有丝分裂重组(FRT-mediated mitotic recombination)、MARCM(Mosaic analysis with a repressible cell marker)、TSG(Twin spotgenerator)、Twin-spot MARCM、Q-MARCM(Q system-based MARCM)、Coupled MARCM和G-TRACE(Gal4technique for real-time and clonal expression)技术,详述了这些技术的原理及应用,并对不同技术进行了对比。运用这些技术研究者可以从单细胞水平进行遗传学标记和操作,特别是在神经系统等复杂系统中追踪单个细胞的发育过程。果蝇中的这些技术也将为其他模式生物追踪细胞谱系提供参考。     

黑腹果蝇先天免疫研究进展

先天免疫是昆虫适应复杂环境的关键,也是新型害虫防治的重要研究方向。昆虫通过模式识别受体识别环境中不同的病原物,激活先天免疫系统以清除病原物。昆虫的先天免疫系统主要包括体液免疫与细胞免疫,体液免疫包括免疫信号通路诱导产生抗菌肽、活性氧以及黑化作用等,细胞免疫包括血细胞的吞噬、包囊和凝结。本文将重点总结黑腹果蝇Drosophila melanogaster在模式识别受体、免疫信号通路和细胞免疫相关方面的研究进展,为进一步研究其他经济昆虫与农业害虫的免疫机制,提高生产经济效益提供参考。     

我国大陆部分地区黑腹果蝇群体线粒体DNA多态性研究

用１０种限制性内切酶对我国大陆５个地方（武汉,长沙,桂林,南宁和北海）６个黑腹果蝇（Ｄｒｏｓｏｐｈｉｌａｍｅｌａｎｏｇａｓｔｅｒ）群体的线粒体ＤＮＡ进行了限制片段长度多态性分析,在５６个单雌系中,发同了２５种不同的限制类型,应用Ｎｅｉ等（１９７９）的数学模型和ＵＰＧ法,构建了限制类型间和群体间的系统进化树,结果发现：所研究的群体分为３个类群,对应于南,中和北３个亚热带地区,除长沙玉合醋厂外,所有采     

黑腹果蝇黑条体突变体的求偶行为

黑腹果蝇Drosophila melanogaster黑条体果蝇(e^bsr)与黑檀体果蝇(e)为同一个基因(ebony)的不同突变体, 两者具有相似的形态表型, 但行为特征表现出明显的差异。本研究以黑条体、 黑檀体和野生型果蝇为研究对象, 首先检测果蝇的视力和活跃度, 再采用不同交配组合进行求偶成功率、交配时间和求偶模式的分析。结果表明: 黑条体果蝇视力与活跃度与野生型果蝇比较无显著差异; 黑条体果蝇的交配成功率和交配潜伏期与野生型果蝇不存在显著的差异; 黑檀体果蝇的交配成功率和交配潜伏期与野生型果蝇存在极显著的差异（P<0.000）。黑条体果蝇表现出异于黑檀体果蝇的活跃度和交配活力, 可能是由于黑条体果蝇ebony基因的新突变导致了果蝇体内多巴胺水平异常, 从而形成了黑条体果蝇独特的求偶模式。     

Distinct regulatory programs establish widespread sex-specific alternative splicing in Drosophila melanogaster

In Drosophila melanogaster, female-specific expression of Sex-lethal (SXL) and Transformer (TRA) proteins controls sex-specific alternative splicing and/or translation of a handful of regulatory genes responsible for sexual differentiation and behavior. Recent findings in 2009 by Telonis-Scott et al. document widespread sex-biased alternative splicing in fruitflies, including instances of tissue-restricted sex-specific splicing. Here we report results arguing that some of these novel sex-specific splicing events are regulated by mechanisms distinct from those established by female-specific expression of SXL and TRA. Bioinformatic analysis of SXL/TRA binding sites, experimental analysis of sex-specific splicing in S2 and Kc cells lines and of the effects of SXL knockdown in Kc cells indicate that SXL-dependent and SXL-independent regulatory mechanisms coexist within the same cell. Additional determinants of sex-specific splicing can be provided by sex-specific differences in the expression of RNA binding proteins, including Hrp40/Squid. We report that sex-specific alternative splicing of the gene hrp40/squid leads to sex-specific differences in the levels of this hnRNP protein. The significant overlap between sex-regulated alternative splicing changes and those induced by knockdown of hrp40/squid and the presence of related sequence motifs enriched near subsets of Hrp40/Squid-regulated and sex-regulated splice sites indicate that this protein contributes to sex-specific splicing regulation. A significant fraction of sex-specific splicing differences are absent in germline-less tudor mutant flies. Intriguingly, these include alternative splicing events that are differentially spliced in tissues distant from the germline. Collectively, our results reveal that distinct genetic programs control widespread sex-specific splicing in Drosophila melanogaster.     

Half-pint: alternative splicing in the Drosophila ovary

A new study from the Schüpbach lab implicates a splicing factor, Half-pint, in the regulation of oogenesis in Drosophila. Through processing of the otu mRNA, Hfp appears to control both mitosis and RNA localization in the germline.     

Organization of the ferritin genes in Drosophila melanogaster

The organization of two closely clustered genes, Fer1HCH and Fer2LCH, encoding the heavy-chain homolog (HCH) and the light-chain homolog (LCH) subunits of Drosophila melanogaster ferritin are reported here. The 5019-bp sequence of the cluster was assembled from genomic fragments obtained by polymerase chain reaction (PCR) amplification of genomic DNA and from sequences obtained from the Berkeley Drosophila Genome Project (BDGP) (http://www.fruitfly.org). These genes, located at position 99F1, have different exon-intron structures (Fer1HCH has three introns and Fer2LCH has two introns) and are divergently transcribed. Computer analysis of the possibly shared promoter regions revealed the presence of putative metal regulatory elements (MREs), a finding consistent with the upregulation of these genes by iron, and putative NF-kappaB-like binding sites. The structure of two other invertebrate ferritin genes, from the nematode Caenorhabditis elegans (located on chromosomes I and V), was also analyzed. Both nematode genes have two introns, lack iron-responsive elements (IREs), and encode ferritin subunits similar to vertebrate H chains. These findings, along with comparisons of ferritin genes from invertebrates, vertebrates, and plants, suggest that the specialization of ferritin H and L type chains, the complex exon-intron organization of plant and vertebrate genes, and the use of the IRE/iron regulatory protein (IRP) mechanism for regulation of ferritin synthesis are recent evolutionary acquisitions.