全 文 ：2009.25（增刊） 生物物理学报 《系统生物学与合成生物学》专题报告

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端点外均表现出与内含子非保守区域的协同进化特性，但不同亚区域与内含子的匹配似
呈现周期变化；对于长内含子，协同进化主要发生在内含子前半部分，后半部分与外显
子的进化协同性较弱，可能这部分区域承担着其它的生物学功能。
关键词：线虫；核糖核蛋白基因；内含子；外显子；协同进化
致谢：国家自然科学基金(No.30660044 )和教育部博士点基金（No.20050126003）
参考文献：
[1] DL. Halligan and P D. Keightley. Genome Res., 2006, 16:875-884
[2] M. Yoshihama et al. PLoS ONE. 2007, 1:e141

S1-21
拟南芥基因转录起始的空间结构特征分析
左永春，李前忠
内蒙古大学物理科学与技术学院，呼和浩特 010021，呼和浩特市大学西路 235 号
(yczuo@imu.edu.cn)
基因精确转录起始是基因正常表达的关键，也是表达调控中最重要的一个环节,基
因的转录起始主要是依靠 Protein-DNA 相互作用，即转录前复合物(PIC)识别 DNA 序列
上的核心启动子元件进行转录起始. 在转录起始中启动子区域内的 DNA 序列往往需要
形成一定的局部空间结构，并在多种转录因子的辅助之下，才能被 RNA 聚合酶准确识
别并与核心启动元件相结合，这使得启动子序列与其他序列相比具有更高的局部弯曲度
和更低的双链稳定性。本文选取拟南芥信息资源数据库(TAIR)[1]中经整理得到的 27775
条拟南芥启动子序列，依据最近 Goñi 等人[2]运用分子动力学模拟方法得到的六类空间
结构参数信息对拟南芥启动子的位点结构进行分析，这六类空间结构参数分别包括三类
空间相对转角参数和三类空间相对距离参数，结果如下图所示：

图 1.拟南芥核心启动子区域六类空间结构特征
2009.25（增刊） 生物物理学报 《系统生物学与合成生物学》专题报告

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在上图的六类结构特征中，Tilt, Roll, Twist 分别反映相邻碱基空间平面上下，前后，
左右的夹角变化情况，Rise, Slide, Shift 分别反映相邻碱基空间相对位置上下，前后，
左右的距离变化情况，通过分析图 1 我们可以发现，在拟南芥核心启动子区域附近，六
类空间结构变化均具有独特的空间局域结构特征，他们都能通过不同角度和相对距离反
映出拟南芥转录起始区域的空间结构变化情况。分析结果表明在拟南芥启动子附近可能
存在一套隐藏的空间物理编码，这些编码为转录起始附近的转录因子蛋白与 DNA 调控
元件的相互作用提供必要的空间局域构象，从而使拟南芥基因转录表达得以精确起始。
相信这些参数对进一步解释植物基因转录调控机制能够起到一定的帮助。
关键词：拟南芥启动子；转录起始；结构特征；物理编码
致谢：国家自然科学基金项目(No. 30560039)
参考文献：
[1] Swarbreck, D., Wilks, C., Lamesch, P., Berardini, T.Z., Garcia-Hernandez, M.,Foerster, H., Li, D.H., Meyer, T., Muller,
R., Ploetz, L., Radenbaugh, A., Singh, S., Swing, V., Tissier, C., Zhang P., Huala, E., 2008. The Arabidopsis Information
Resource (TAIR): gene structure and function annotation. Nucleic Acids Res. 36, D1009–D1014.
[2] Goñi J R, Fenollosa C, Pérez A, et al. Determining promoter location based on DNA structure first-principles calculations.
Genome Biol, 2007, 8(12): R263