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1、毕业论文开题报告生物技术鱼类肌肉生长抑制素基因进化分析一、选题的背景与意义肌肉生长抑制素（Myostatin，MSTN）是近年来发现的一种重要的肌细胞负向生长调控因子，又称生长分化因子-8（Growth diferentiation factor 8，GDF-8），属于转化生长因子（Transforming growth factor-，TGF-）家族成员，是体内广泛表达的一种糖蛋白。MSTN是在1997年美国John Hopking大学医学院的研究小组发现的。该因子具有TGF-8共有的结构特征，在脊椎动物体内是高度保守的，氨基酸序列有家族特征。目前国内外对小鼠、猪、牛、鸡、鸭以及鹅的MSTN
2、基因做了大量研究，一致认为该基因多态与生长发育相关，且是负调控肌细胞生长发育，这些哺乳动物中的MSTN主要在骨骼肌中表达。而通过对多种鱼类的研究发现，鱼类MSTN产物在身体中的分布比哺乳动物MSTN在体内的分布更广泛，除了在骨骼肌表达以外，还可以在多个组织中表达，如脑、肠、鳃、肾、性腺等等。鱼类与哺乳动物的MSTN有不同的分布、表达方式，暗示其可能有不同于哺乳动物MSTN的功能；除抑制肌肉生长外，可能还影响其他组织如神经系统的发育。如在MSTN缺失动物模型中除了影响骨骼肌发育外，还对脂肪沉积起抑制作用；以及近来研究发现MSTN基因还与肌肉萎缩症、爱滋病等与肌肉有关的疾病有关。MSTN一经发现就
3、受到了生物学家、医学、育种学界等科学工作者的广泛重视，很快地就成为了分子生物领域的一个研究热点，并且逐步向应用型转化。目前已有几十种鱼类MSTN基因被克隆和报道：斑马鱼（Danio rerio）、虹鳟（Oncorhynchus mykiss）、大西洋鲑（Salmo salar）、莫桑比克罗非鱼（Oreochromis mossambicus）、白鲈（Morone americana）、条纹石鮨（Msaxatilis）、金头鲷（Sparus aurata）、斑点叉尾鲴（Ictalurus punctatus）、波纹短须石首鱼（Umbrina cirrosa）、花鲈（Lateolabrax jap
4、onicus）、牙鲆（Paralichthys olivaceus）、鲤（Cyprinus carpio）、加州鲈（Micropterus salmoides）、眼斑拟石首鱼（Sciaenops ocellatus）和几种鲆蝶鱼类等。MSTN在鱼类生长发育、免疫和系统进化中的作用受到越来越多重视。目前MSTN基因已经广泛用于哺乳动物系统进化分析，但将其用于鱼类系统进化研究的报道还不多。本研究利用生物信息学上的各种软件对鱼类MSTN基因进行氨基酸替换分析、同源性比较及进化树的构建，得到鱼类MSTN基因的进化特性，以期为研究鱼类肌肉发育调控和进化机理奠定基础。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题：
5、1通过在NCBI(http:/www.ncbi.nlm.nih.gov)的Nucleotide中检索各种鱼类的MSTN基因的核苷酸序列。2对各种鱼类的MSTN基因利用生物信息学软件进行分析：（1）通过Clustal W程序对各种鱼类的MSTN基因序列进行同源性比对。 （2）通过MEGA 4.1软件对各种鱼类的MSTN基因序列进行氨基酸替换分析及亲缘进化树的构建。3分析讨论鱼类MSTN基因的进化特性，并对其在分子生物领域上的应用进行展望。三、研究的方法与技术路线：1研究方法：1）序列检索：通过在NCBI(http:/www.ncbi.nlm.nih.gov)的Nucleotide中检索各种鱼类的
6、MSTN基因的核苷酸序列。2）同源序列检索：用检索到的鱼类MSTN基因序列通过Clustal W程序对其进行同源性比对。3）氨基酸替换分析：通过Clustal W程序对各种鱼类的MSTN基因序列进行氨基酸替换分析。4）进化树构建：使用MEGA 4.1软件的NJ法构建各种鱼类的MSTN基因的亲缘进化树。 5）对得出的数据进行进化特性的分析。2技术路线：在NCBI中检索待用鱼类的MSTN基因的核苷酸序列 在NCBI中检索待用鱼类的MSTN基因的核苷酸序列 建立FASTA格式 建立FASTA格式 用软件进行序列分析 Clustal W MEGA 4.1 氨基酸替换分析 进化树构建同源性比对 鱼类MS
7、TN基因的进化特性 四、研究的总体安排与进度：2010年10月到2010年11月： 查阅文献、资料，熟悉实验中要用的各种生物信息学软件2010年12月到2011年2月： 进行网上实验和外文文献的翻译。2011年3月到2011年4月： 完成毕业论文。2011年5月： 准备毕业论文答辩。五、主要参考文献：1 Alexandra C Mcpherron, Ann M Lawler, Lee S J. Regulation of skeletal muscle mass in mice by a new TGF- superfamily memberJ. Nature, 1997, 387(6628)
8、: 83-90 2 岳志刚, 杨福合, 邢秀梅, 宋兴超. 肌肉生长抑制素的研究新进展J. 黑龙江畜牧兽医, 2010, 6: 31-333 徐良梅, 等. 肌肉生成抑制素一MSTN一基因及其在畜牧业上的应用J. 东北农业大学学报, 2008, 39(6): 141-1444 GonzalezCadavid N F, Taylor W E, Yarasheski K, et a1. Organization of the human myostatin gene and expression in healthy men and HIV-infected men with muscle was
9、ting. Proc Natl Acad Sci USA, 1998, 95(25): 14938-149415 薛良义, 李婷, 杨巧一, 肖章奎. 眼斑拟石首鱼肌肉生长抑制素基因克隆及组织表达分析J. 海洋学报(中文版), 2008, 30(03): 95-99 6 Alexandra C Mcpherron, Thanh V Huynh, Se-jin Lee. Redundancy of myostatin and growth/ differentiation factor 11 functionJ. BMC, 20097 马现永, 施振旦. 鸡、鹅肌肉生成抑制因子基因的克隆及序列分
10、析J. 华南农业大学学报(自然科学版), 2004, 25(2): 85-888 张增荣, 朱庆. 肌肉生长抑制素（MSTN）基因的研究进展J. 黑龙江畜牧兽医, 2007, 1: 19-219 Sharma M, Kambadur R, Matthews KG et al. Myostatin, a transforming growth factor-beta superfamily member, is expressed in heart muscle and is up regulated in cardiomyocytes after infarctJ. Cell Physiol, 1999, 180: 1-910 徐建勇, 陈松林. 牙鲆肌肉生长抑制素(MSTN)基因克隆J. 水产学报, 2008, 32(04): 497-504 11 叶寒青,陈松林. 真鲷肌肉生长抑素(MSTN)基因的克隆及表达分析J. 高技术通讯, 2006, 29(07): 13-18
