八肋游仆蟲胞質(zhì)核糖體蛋白基因序列特征分析

王軟林 趙雪梅 張志云 梁愛華

(山西大學(xué)生物技術(shù)研究所化學(xué)生物學(xué)與分子工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 太原 030006)

八肋游仆蟲胞質(zhì)核糖體蛋白基因序列特征分析

王軟林 趙雪梅 張志云 梁愛華

(山西大學(xué)生物技術(shù)研究所化學(xué)生物學(xué)與分子工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 太原 030006)

為了探討八肋游仆蟲(Euplotes octocarinatus)核糖體蛋白基因的數(shù)目及其結(jié)構(gòu)的特殊性, 研究通過生物信息學(xué)方法, 對(duì)八肋游仆蟲胞質(zhì)核糖體蛋白進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。共鑒定得到98個(gè)基因編碼78種不同的胞質(zhì)核糖體蛋白。其中19種胞質(zhì)核糖體蛋白基因發(fā)生了復(fù)制, 盡管都是有功能的, 但其中一個(gè)基因的表達(dá)受到限制。通過與高等真核生物比較, 我們發(fā)現(xiàn): 八肋游仆蟲核糖體蛋白eS30缺失了N端的類泛素結(jié)構(gòu)域, eL6缺失了N端的Ribosomal_L6e_N結(jié)構(gòu)域。另外, 不同于其他高等真核生物, 八肋游仆蟲酸性核糖體磷酸化蛋白u(yù)L10為堿性蛋白。研究為進(jìn)一步探討低等真核生物核糖體的組裝及功能奠定了基礎(chǔ)。

八肋游仆蟲; 核糖體蛋白; 序列分析

核糖體是最古老也是最普遍的生命復(fù)合體, 它能夠?qū)⑦z傳信息(mRNA)轉(zhuǎn)化為執(zhí)行各種生命功能的蛋白質(zhì), 是細(xì)胞中催化蛋白質(zhì)合成的重要細(xì)胞器。雖然進(jìn)化程度越高, 生物的核糖體越復(fù)雜, 但其結(jié)構(gòu)和功能在進(jìn)化上是保守的[1]。所有的核糖體都由一組核糖體蛋白(Ribosomal protein, RP)圍繞著催化活性中心核糖體RNA(rRNA)組成。真核生物胞質(zhì)核糖體位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中, 負(fù)責(zé)翻譯核基因產(chǎn)生的所有mRNA。它由4種不同的rRNA分子及78—80種胞質(zhì)核糖體蛋白(Cytoplasmic ribosomal proteins, CRPs)組成。其中, 大亞基含有28S rRNA、5.8S rRNA、5S rRNA及47種RPs, 小亞基含有18S rRNA和32種RPs[2]。

1979年, Wool[3]首次對(duì)大鼠(Rat)的CRPs進(jìn)行了分離和性質(zhì)描述。隨后, 人們陸續(xù)對(duì)人(Homo sapiens)[4,5]、釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)[6]、擬南芥(Arabidopsis thaliana)[7]及黑腹果蠅(Drosophila melanogaster)[1]等多種生物的全部核糖體蛋白基因(Ribosomal protein genes, RPGs)進(jìn)行了系統(tǒng)分析。目前, 核糖體蛋白基因數(shù)據(jù)庫(kù) (Ribosomal protein gene database)中已收錄39種真核生物, 4種古細(xì)菌, 4種真細(xì)菌的全部CRPs基因序列信息[8]。

八肋游仆蟲(Euplotes octocarinatus)是一種淡水纖毛蟲, 體內(nèi)含有一個(gè)大核和一個(gè)小核[9]。除了其特殊核結(jié)構(gòu)外, 在基因表達(dá)調(diào)控方面游仆蟲也有特殊之處。在游仆蟲中存在終止密碼子重新分配的現(xiàn)象, 即UAA和UAG作為終止密碼子, 而UGA編碼半胱氨酸[10]或硒代半胱氨酸[11]; 此外游仆蟲中還存在高頻率的編程性核糖體移碼現(xiàn)象[12,13]。游仆蟲中這些特殊現(xiàn)象均與蛋白質(zhì)合成過程相關(guān), 而核糖體又是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所, RPs作為核糖體的重要組成部分, 在游仆蟲中是否具有特殊性呢？

本研究利用實(shí)驗(yàn)室前期測(cè)得的八肋游仆蟲基因組和轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù), 通過同源序列比對(duì), 共鑒定得到98條RPGs序列, 對(duì)應(yīng)于78種RPs。此外, 對(duì)其結(jié)構(gòu)域、理論等電點(diǎn)及分子量進(jìn)行了分析, 并與高等真核生物進(jìn)行比較。為進(jìn)一步探討游仆蟲RPs結(jié)構(gòu)的特殊性, 對(duì)比分析高等真核生物、低等真核生物、原核生物RPs的基因結(jié)構(gòu)及三者之間的分子進(jìn)化關(guān)系提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

八肋游仆蟲基因組數(shù)據(jù), 轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)及蛋白質(zhì)譜數(shù)據(jù)由本實(shí)驗(yàn)室前期測(cè)得[12,13]。嗜熱四膜蟲(Tetrahymena thermophile) RPs序列下載自TGD (http:// ciliate.org/index.php/home/welcome), 三棱尖毛蟲(Oxytricha trifallax)RPs序列下載自O(shè)xyDB (http:// oxy.ciliate.org/index.php/home/welcome/), 第四雙小核草履蟲(Paramecium tetraurelia) RPs序列下載自ParameciumDB (http://paramecium.cgm.cnrs-gif.fr/),浮萍棘尾蟲(Stylonychia lemnae) RPs序列下載自StyloDB (http://stylo.ciliate.org/index.php/home/welcome), 多子小瓜蟲(Ichthyophthirius multifiliis) RPs序列下載自IchDB (http://ich.ciliate.org/index. php/home/welcome); 人及其他物種的RPs序列均下載自核糖體蛋白數(shù)據(jù)庫(kù)(Ribosomal protein gene database: http://ribosome.med.miyazaki-u.ac.jp/)。

本研究涉及的生物學(xué)軟件有: 本地化的BLAST軟件[14], EMBOSS軟件包中的GetOrf程序[15], Web-Logo[16]及MEGA5.1[17]。

1.2 八肋游仆蟲胞質(zhì)核糖體蛋白基因的鑒定

為了盡可能找出基因組中所包含的全部CRPs基因序列, 我們對(duì)八肋游仆蟲基因組及轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了一系列的BLAST搜索。首先利用人的CRPs序列作為queries對(duì)八肋游仆蟲基因組數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行tblastn搜索, 考慮到二者之間進(jìn)化差異較大, 我們將E值設(shè)置為0.1。接著將鑒定得到的八肋游仆蟲微染色體序列作為queries, 對(duì)NCBI的非冗余蛋白數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行blastx搜索, 檢查每條序列blastx結(jié)果的前20條匹配項(xiàng)是否為核糖體蛋白, 最終鑒定得到110條可能編碼CRPs基因的微染色體。為了排除其中可能的假基因, 對(duì)八肋游仆蟲轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行blastn搜索, 最終有98條微染色體找到了對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)錄本。

1.3 生物信息學(xué)分析

利用EMBOSS軟件包中的GetOrf程序預(yù)測(cè)RPs的氨基酸長(zhǎng)度, 利用ExPASy (http://web.expasy. org/compute_pi/)在線預(yù)測(cè)游仆蟲RPs理論等電點(diǎn)及分子量, 利用Pfam[18](http://pfam.xfam.org/)在線預(yù)測(cè)游仆蟲RPs所含結(jié)構(gòu)域。

1.4 八肋游仆蟲核糖體蛋白eS30及eL6基因系統(tǒng)進(jìn)化樹的構(gòu)建

利用軟件MEGA5.1進(jìn)行多重序列比對(duì), 比對(duì)結(jié)果進(jìn)行了核對(duì)并通過手工進(jìn)行了相應(yīng)的校正。序列一部分代表了纖毛蟲, 一部分代表模式動(dòng)物、植物、真菌和寄生蟲。用MEGA5.1軟件構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹, 方法為最大似然法, 并進(jìn)行1000次自展(Bootstrap)檢驗(yàn)來評(píng)估進(jìn)化樹分支可信度。

2 結(jié)果

2.1 八肋游仆蟲CRPs基因的鑒定

以人的CRPs序列作為參考, 通過一系列的BLAST搜索, 最終從八肋游仆蟲基因組中鑒定得到98條CRPs基因序列, 對(duì)應(yīng)于78種CRPs(32種小亞基核糖體蛋白和46種大亞基核糖體蛋白), 僅eL41沒有找到(表 1)?？紤]到eL41較短(僅75 bp), 可能在建庫(kù)過程丟失, 我們?cè)O(shè)計(jì)了簡(jiǎn)并性引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增,也未能獲取該蛋白的DNA序列信息。在嗜熱四膜蟲和尖毛蟲兩種親緣關(guān)系較近的纖毛蟲基因組中存在編碼該蛋白的基因, 所以推測(cè)八肋游仆蟲中應(yīng)該含有eL41。這98條微染色體均含有兩端端粒, 所以可以排除線粒體核糖體蛋白基因的污染。我們對(duì)每一條RP基因序列的內(nèi)含子個(gè)數(shù)、氨基酸長(zhǎng)度、理論等電點(diǎn)、分子量以及所包含的結(jié)構(gòu)域進(jìn)行了預(yù)測(cè)(表 1)。

八肋游仆蟲RPs基因根據(jù)2014年Nenad Ban等[19]提出的新的核糖體蛋白基因命名系統(tǒng)進(jìn)行命名。Blastx結(jié)果顯示Contig5394與其他生物的核糖體蛋白u(yù)S9基因同源性較高, 其C端含有保守的Ribosomal_S9結(jié)構(gòu)域, 但其開放閱讀框較長(zhǎng)(共編碼874個(gè)氨基酸), 跟其他生物胞質(zhì)核糖體蛋白u(yù)S9相差較大, 我們將其命名為uS9-like基因。

2.2 八肋游仆蟲中19種CRPs基因含有兩個(gè)亞型

在八肋游仆蟲78種不同的CRPs中, 有19種是由兩個(gè)不同的基因編碼的(表 2), 我們分別在基因名后添加后綴 “A”或者“B”來加以區(qū)分。其中 5對(duì)基因編碼小亞基核糖體蛋白, 另外14對(duì)基因編碼大亞基核糖體蛋白。分析這38條CRPs基因序列, 發(fā)現(xiàn)其蛋白編碼區(qū)均不含有無義突變。轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)表明這些基因均具有轉(zhuǎn)錄活性, 部分基因有蛋白質(zhì)譜數(shù)據(jù)支持, 表明這些基因能夠產(chǎn)生蛋白產(chǎn)物(表2)。這些證據(jù)表明這19對(duì)核糖體蛋白基因均是有功能的, 不是假基因?；蚪M中CRPs基因的復(fù)制現(xiàn)象在其他真核生物中也有報(bào)道。如在黑腹果蠅的79種CRPs中, 有9種是由兩個(gè)不同的基因編碼的[1], 而在釀酒酵母中, 有59種CRPs是由兩個(gè)不同的基因編碼的[20]。

在19對(duì)CRPs基因中, 氨基酸序列完全一致的有7對(duì)(eS17、eS28、uL1、uL2、eL13、uL14及eL39),氨基酸序列相似度大于90%的有6對(duì)(eS6、eS7、uL15、eL21、eL33及eL34), 氨基酸序列相似度低于90%的有6對(duì)(uS11、uS19、eL24、eL29、uL30及P1), 其中eL24A與eL24B的氨基酸序列相似度最低,僅15.9%, 但二者均含有保守的Ribosomal_L24e結(jié)構(gòu)域。而uL30A與uL30B的氨基酸序列相似度僅為26.2%, 其中uL30B未能檢測(cè)到保守的結(jié)構(gòu)域, 暗示其可能具有較高的物種特異性。

表 1 八肋游仆蟲胞質(zhì)核糖體蛋白基因Tab. 1 The cytoplasmic ribosomal protein genes of E. octocarinatus

續(xù)表1

續(xù)表1

此外, 我們還對(duì)這19對(duì)CRPs基因的RPKM (Reads per kilobases per millionreads)值進(jìn)行了分析, 結(jié)果顯示除個(gè)別基因?qū)ν? 大部分基因?qū)χ袃蓚€(gè)亞型的RPKM值有明顯差異, 表明其mRNA水平明顯不同。

2.3 八肋游仆蟲胞質(zhì)核糖體蛋白的保守性與特殊性

核糖體蛋白是一類進(jìn)化上高度保守的蛋白, 某些核糖體蛋白在從低等的細(xì)菌到高等的哺乳動(dòng)物中均高度保守。將八肋游仆蟲與人的CRPs基因進(jìn)行比較分析, 結(jié)果顯示八肋游仆蟲核糖體蛋白既具有高度的保守性, 同時(shí)又存在著自身的特殊性。

內(nèi)含子 與高等真核生物相比, 纖毛蟲基因組中內(nèi)含子數(shù)目較少, 且長(zhǎng)度較短[21]。分析八肋游仆蟲CRPs基因發(fā)現(xiàn), 有41個(gè)核糖體蛋白基因含有1—3個(gè)內(nèi)含子, 最短的內(nèi)含子僅25 bp, 最長(zhǎng)的342 bp。內(nèi)含子平均GC含量(25%)低于編碼區(qū)(39%)。我們截取每條內(nèi)含子5′端及3′端10 bp的序列, 分析其保守性。分析發(fā)現(xiàn), 除Contig20753的第二個(gè)內(nèi)含子外(其5′端剪切邊界為GC), 其他內(nèi)含子序列擁有統(tǒng)一的剪切型內(nèi)含子邊界(5′-GT…AG-3′), 并且在5′端含有同高等真核生物內(nèi)含子一致的相似序列GTAAG。

結(jié)構(gòu)域 在高等真核生物中, 有兩種泛素融合核糖體蛋白(eS31和eL40)。此外, 小亞基核糖體蛋白eS30的N端融合有一個(gè)由74個(gè)氨基酸組成的類泛素(Ubiquitin-like, FUb)結(jié)構(gòu)域。在八肋游仆蟲中, 胞質(zhì)核糖體蛋白eS31和eL40的N端含有泛素(Ubiquitin, Ub)結(jié)構(gòu)域。但其eS30的N端缺失了類泛素結(jié)構(gòu)域(圖 1A)。之前有報(bào)道稱, 在酵母, 擬南芥及頂復(fù)門的弓形蟲和瘧原蟲中, 核糖體蛋白eS30的N端也缺失了該類泛素結(jié)構(gòu)域[22]。我們進(jìn)而分析了嗜熱四膜蟲(Tetrahymena thermophile)、浮萍棘尾蟲(Stylonychia lemnae)、三棱尖毛蟲(Oxytricha trifallax)、多子小瓜蟲(Ichthyophthirius multifiliis)和第四雙小核草履蟲(Paramecium tetraurelia)的eS30序列, 發(fā)現(xiàn)所有纖毛蟲核糖體蛋白eS30均不含有融合的類泛素結(jié)構(gòu)域(圖 1A)。

表 2 胞質(zhì)核糖體蛋白基因亞型分析Tab. 2 Analysis of duplicate CRP genes

此外, 我們發(fā)現(xiàn)所有原生動(dòng)物及部分真菌的核糖體蛋白eL6均缺少N端的Ribosomal_L6e_N結(jié)構(gòu)域(圖 1B)。由于目前關(guān)于核糖體蛋白eL6的研究較少, 所以對(duì)于低等真核生物中eL6N端缺失Ribosomal_L6e_N結(jié)構(gòu)域可能的作用及影響尚不清楚。

圖 1 不同物種核糖體蛋白eS30(A)和eL6(B)基因結(jié)構(gòu)域分析Fig. 1 Domain analysis of ribosomal protein eS30 (A) and eL6 (B) genes in various species系統(tǒng)發(fā)育樹是利用不同物種的eS30和eL6蛋白采用最大似然法構(gòu)建的, 自展值以百分比的形式列于每一個(gè)節(jié)點(diǎn), 各物種核糖體蛋白所包含的結(jié)構(gòu)域列在右側(cè)The domains of eS30 and eL6 are mapped onto the maximum likelihood phylogenetic tree. Bootstrap values are displayed as percentages at each tree node. The domains of ribosomal protein are shown on the right

等電點(diǎn) 八肋游仆蟲CRPs基因的理論等電點(diǎn)及分子量與高等真核生物非常相似。跟人及其他生物一樣, 八肋游仆蟲中酸性的胞質(zhì)核糖體蛋白很少: 僅有5個(gè)蛋白(uS2、eS12、P1A、P1B及P2)的等電點(diǎn)小于pH 7.0。與高等真核生物不同的是,真核生物酸性核糖體磷酸化蛋白u(yù)L10在八肋游仆蟲中是堿性的(表 3)。進(jìn)一步研究表明纖毛蟲的uL10均為堿性, 而隸屬于頂復(fù)門的弓形蟲及瘧原蟲,其uL10蛋白為酸性(表 3)。這一結(jié)果與前期嗜熱四膜蟲中關(guān)于uL10蛋白的研究結(jié)果一致[23]。實(shí)驗(yàn)室前期工作表明八肋游仆蟲酸性核糖體磷酸化蛋白P1A與P1B有相互作用, 但與P2均無相互作用[24], 那么特殊的uL10是否在核糖體柄狀結(jié)構(gòu)五聚體的形成過程中發(fā)揮重要作用, 尚需后續(xù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

表 3 不同物種核糖體蛋白u(yù)L10的理論等電點(diǎn)Tab. 3 The theoretical isoelectric point of ribosomal protein uL10 in various species

3 討論

在本研究中, 我們得到了除eL41外所有的八肋游仆蟲CRPs基因的序列信息, 這是迄今為止纖毛蟲中第一個(gè)對(duì)單一物種所有CRPs基因的全面分析。在八肋游仆蟲基因組中, 我們預(yù)測(cè)得到98個(gè)CRPs基因序列, 對(duì)應(yīng)于78個(gè)核糖體蛋白基因家族。有19種CRPs基因有兩種亞型, 且兩種亞型的mRNA水平有明顯差異。通過與人等高等真核生物比較, 我們發(fā)現(xiàn)八肋游仆蟲CRPs在進(jìn)化上高度保守, 但某些蛋白也具有物種特異性。其中核糖體蛋白eS30缺少N端的類泛素結(jié)構(gòu)域, 核糖體蛋白eL6缺少N端的Ribosomal_L6e_N結(jié)構(gòu)域。另外, 八肋游仆蟲的酸性核糖體磷酸化蛋白u(yù)L10不同于其他真核生物, 為堿性蛋白。

基因復(fù)制(Gene duplication)是產(chǎn)生新的基因的主要途徑[25]。八肋游仆蟲中有19種CRPs發(fā)生了復(fù)制, 這為我們后續(xù)研究基因復(fù)制后功能的分化提供了機(jī)會(huì)。盡管轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)表明這19對(duì)基因中兩個(gè)亞型的mRNA水平差異較大, 但造成這種差異的原因及其生物學(xué)意義目前尚不清楚。在酵母中, 大部分CRPs基因都發(fā)生了復(fù)制。雖然這些CRPs蛋白序列相似度很高(～95%), 但敲除后表現(xiàn)出不同的表型, 暗示這些復(fù)制的核糖體蛋白基因(duplicated RPGs, dRPGs)的功能可能發(fā)生了特化[26]。dRPGs功能的差異是通過基因表達(dá)形式的變化形成的。分析無內(nèi)含子的RPs基因的序列及表達(dá)模式發(fā)現(xiàn),每一個(gè)dRPG的表達(dá)水平都受到特定調(diào)控序列的調(diào)控, 以此來應(yīng)對(duì)變化的生長(zhǎng)條件。dRPGs序列的均一化(Homogenization)雖然并不改變表達(dá)的基因的數(shù)量, 但降低了細(xì)胞的耐壓能力。所以, 在酵母中,復(fù)制基因提供了一種調(diào)控核糖體蛋白響應(yīng)壓力表達(dá)的方式[27]。在黑腹果蠅中, 不同的核糖體蛋白亞型具有組織表達(dá)特異性, 如RpS5b、RpS19b及RpL10Aa僅在果蠅的生殖細(xì)胞中富集表達(dá)[1]。在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中, 我們可通過檢測(cè)不同時(shí)期(生長(zhǎng)時(shí)期、饑餓時(shí)期、接合生殖時(shí)期)及不同外界壓力(如熱激處理, 高鹽濃度處理)下dRPGs的mRNA水平, 比較分析dRPGs不同亞型啟動(dòng)子的強(qiáng)弱, 來深入研究游仆蟲中dRPGs不同亞型之間的分工及生物學(xué)意義。

核糖體蛋白在進(jìn)化上高度保守, 這使得我們可以利用高等真核生物的RPs序列通過同源比對(duì), 鑒定出低等真核生物八肋游仆蟲的全部RPs基因。分析結(jié)果顯示八肋游仆蟲RPs既具有高度的保守性,又存在著自身的特殊性。八肋游仆蟲核糖體蛋白eS30和eL6N端結(jié)構(gòu)域發(fā)生缺失。在高等真核生物,如人、小鼠、果蠅及線蟲中, 核糖體蛋白eS30的N端含有FUb結(jié)構(gòu)域, 研究顯示, 在這些生物中, 存在相應(yīng)的蛋白酶能夠?qū)Ub結(jié)構(gòu)域切除, 所以在成熟的核糖體中, 核糖體蛋白eS30并不包含F(xiàn)Ub結(jié)構(gòu)域[28]。那么FUb結(jié)構(gòu)域有何功能呢？研究人員推測(cè)FUb結(jié)構(gòu)域可能在eS30的合成過程中扮演分子伴侶的角色, 以達(dá)到提高核糖體蛋白產(chǎn)量的目的[22,29]。核糖體蛋白除了參與核糖體組裝外, 還具有重要的核糖體外功能。核糖體蛋白eL6跟人類疾病努南綜合征(Noonan syndrome)有關(guān)[30]。對(duì)幾種哺乳動(dòng)物核糖體蛋白eL6氨基酸序列進(jìn)行比對(duì), 發(fā)現(xiàn)該蛋白N端部分序列差異較大, 本研究結(jié)果顯示, 不同生物的核糖體蛋白eL6的N端序列明顯不同, 原生動(dòng)物及酵母的eL6N端缺失了Ribosomal_L6e_N結(jié)構(gòu)域。由于目前關(guān)于eL6基因N端結(jié)構(gòu)域功能的研究較少, 所以低等真核生物中缺失Ribosomal_L6e_N結(jié)構(gòu)域的影響尚不清楚。分析八肋游仆蟲和人核糖體蛋白基因eS30和eL6的基因結(jié)構(gòu)(圖 2)發(fā)現(xiàn), 在緊挨Ribosomal_S30結(jié)構(gòu)域和Ribosomal_L6e結(jié)構(gòu)域的上游都有一個(gè)內(nèi)含子存在, 我們推測(cè)這兩個(gè)融合基因是通過外顯子改組(Exon shuffling)進(jìn)化而來的。

總之, 對(duì)八肋游仆蟲全部CRPs基因的鑒定, 以及對(duì)它們的序列結(jié)構(gòu)和基本特征的研究, 為我們深入探討其生物學(xué)功能、核糖體的結(jié)構(gòu)模型奠定了基礎(chǔ)。

圖 2 游仆蟲和人核糖體蛋白基因eS30(A)和eL6(B)基因結(jié)構(gòu)Fig. 2 Structures of the Euplotes and human eS30 (A) and eL6 (B) genes黑色方框代表外顯子及側(cè)翼DNA, 細(xì)線代表內(nèi)含子。基因按相同比例繪制, 除了人的核糖體蛋白基因的內(nèi)含子按比例縮小了一半Exons and flanking DNA are shown as black boxes, introns as fine lines. Genes are drawn to the same scale except that introns of human ribosomal protein genes are half-scale

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THE CHARACTERIZATION OF CYTOPLASMIC RIBOSOMAL PROTEIN GENES IN EUPLOTES OCTOCARINATUS

WANG Ruan-Lin, ZHAO Xue-Mei, ZHANG Zhi-Yun and LIANG Ai-Hua
(Key Laboratory of Chemical Biology and Molecular Engineering of Ministry of Education, Institute of Biotechnology, Shanxi University, Taiyuan 030006, China)

Ribosome is a ribonucleoprotein complex that is composed of rRNAs and proteins, and is responsible for the synthesis of polypeptide chains in all living cells. Euplotes octocarinatus is a freshwater ciliate which possesses unique regulation of gene expression. The study of the unique features of E. octocarinatus ribosomal proteins has been hampered by the lack of available information. In this study, we performed bioinformatic approach to conduct a systematic analysis of the CRPs of E. octocarinatus. We identified 98 genes encoding 78 different CRPs. Interestingly, 19 CRP genes are present as duplicates and, while all appear to be functional, one member of each gene pair has relatively limited expression. Compared with higher eukaryotic organisms, the ribosomal proteins eS30 and eL6 of E. octocarinatus lost ubiquitin-like domain and Ribosomal_L6e_N domain, respectively. Furthermore, the uL10 of E. octocarinatus is a basic protein. Our study lay a foundation for the future understanding of the assembling and function of ribosome in lower eukaryotic organisms.

Euplotes octocarinatus; Ribosomal protein; Sequence characterization

Q344+.1

A

1000-3207(2017)03-0661-10

10.7541/2017.84

2016-10-19;

2016-12-29

國(guó)家自然科學(xué)基金(31071924和31372199)資助 [Supported by the National Natural Science Foundation of China (31071924, 31372199)]

王軟林(1989—), 男, 山西臨汾人; 在讀博士; 主要研究方向?yàn)樵鷦?dòng)物分子生物學(xué)。E-mail: swangrl@163.com

梁愛華(1957—), 女, 山西榆社人; 教授, 博士; 主要研究方向?yàn)榉肿由飳W(xué)。E-mail: aliang@sxu.edu.cn