科学家构建植物微外显子数据库

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科学家构建植物微外显子数据库

文章导读

你是否知道，那些被忽略的极小基因片段，可能正操控着植物生命的密码？科学家首次揭秘植物中长度≤51nt的“微外显子”，构建全球首个植物微外显子数据库MEPDB，涵盖132个物种、超2万个微外显子。这些曾因太小而被遗漏的基因元件，竟在基因调控与进化中扮演关键角色。数据库不仅开放浏览与下载，还集成在线预测工具，一键识别基因组中的微外显子，重塑基因注释精度。颠覆传统认知，揭开植物基因暗物质的神秘面纱。

— 内容由好学术AI分析文章内容生成，仅供参考。

真核生物的基因通常包含可编码的外显子（exon）和不可编码的内含子（intron）。长度≤51个核苷酸（nt）的外显子被称为微外显子（microexon）。微外显子在多种生物学过程中发挥重要作用，能够增加转录本多样性、影响蛋白质结构，并参与调控网络的复杂化过程。在动物中，微外显子已被证实可以调控蛋白质结合域功能、参与发育过程并帮助生物适应环境变化。然而，植物中的微外显子，特别是长度≤15 nt的极小微外显子的研究较少。由于其长度过短，鉴定和功能研究存在困难，容易在基因组注释和转录组研究中缺失，导致基因结构模型错误。

前期，中国科学院昆明植物研究所喻辉辉等开发了精准鉴定植物微外显子的方法，发现植物微外显子具有特殊的剪接模式，在基因功能和系统进化中具有重要作用。同时，他们还开发了不依赖于转录组数据的植物微外显子预测方法，显著提高了基因组注释的准确性。

基于此，喻辉辉联合美国内布拉斯加大学教授Chi Zhang和Hongfeng Yu团队，成功构建了首个植物微外显子数据库MEPDB。

该数据库包含132个植物基因组的20,224个微外显子，主要功能包括：

1. 微外显子簇与物种浏览

数据库首页展示45个保守微外显子簇和132个植物物种列表，其中16个物种配有物种图片，并包含JBrowse基因组浏览器（10个物种包含RNA-seq数据）。用户可通过点击簇或物种名称查看对应微外显子的详细信息。

2. 微外显子详情展示

单个微外显子页面显示其ID、基因组坐标、长度、相位、微外显子标签序列等信息。数据整合自参考基因组注释、RNA-seq证据及MEPmodeler预测结果，并通过JBrowse可视化基因结构。

3. 在线预测工具

集成MEPmodeler在线预测服务，支持用户提交200nt至1Mb的基因组序列（粘贴或上传FASTA文件），返回微外显子位置、标签坐标及预测评分。结果可下载为CSV格式（含序列和评分）。

4. 数据下载功能

提供批量下载页面，包含全部20,224个微外显子的基本信息、注释、预测结果及RNA-seq数据，支持标准化格式以便整合至其他数据库。所有数据同步存档于Zenodo开放平台。

相关成果近期在线发表于《新植物学家》（New Phytologist）。