Non-coding mRNAs have been, until recently, regarded as functionless products of junk DNA. However, large-scale genomic studies have enabled us to unveil complex pathways that depend on non-coding mRNAs. In this thesis, I developed a pipeline to perform large scale analysis of non-coding sequences in mammals. In Chapter II, we gathered evidences of a non-random population of pseudogenic duplicated exons (ΨEs, i.e., exons disabled by frameshifts and premature stop codons) in four mammalian genomes: human, mouse, rat and cow. I observed a consistent population of ΨEs, associated with 0.41.0% of genes. These ΨE populations exhibit codon substitution patterns that are typical of an endemic population of decaying sequences. Also, ΨEs are more often associated with functional categories such as 'ion binding' and 'nucleic-acid binding' than duplicated exons in general. We also found that ΨEs can participate in alternative splicing events and are not randomly distributed within the gene structure. Pseudogenic exons may function in gene regulation through generation of transcribed pseudogenes, or regulatory alternative transcripts. To further investigate the role of non-coding mRNA, we mapped more than 16 millions EST/mRNAs to genomic sequences in order to identify alternative splice forms (AS) that can be target for mRNA nonsense-mediated decay (NMD) in the same four mammalian species (Chapter IV). We found that at least 10% of the mammalian genes have an alternative splice form targeted for NMD (AS-NMD candidate). More than 25% of the genes with an AS-NMD candidate in mouse, rat and cow also have an ortholog in human that is target for NMD. This highly significant trend clearly suggests that these AS-NMD candidates have a regulatory conserved function across these species. The AS-NMD candidates also showed a similar pattern of gene ontology enrichment in all four species. Furthermore, we mapped the AS-NMD candidates to mass spectrometry-derived proteomics data. / Les ARNms non-codants ont été, depuis récemment, considéré comme des produits non-fonctionnels de l'ADN génomique sans fonction codante (DNA junk). Cependant, des études génomiques à grande échelle nous ont permis de dévoiler des sentiers (chemins) complexes qui dépendent de séquences d'ARNm non-codant. Dans cette thèse, nous développons une méthodologie afin de produire des analyses à grande échelle de séquences non codantes chez les mammifères. Dans le Chapitre II, nous avons ramassé des preuves d'une population non aléatoire d'exons pseudogéniques dupliqués (ΨEs, i.e., exons invalidés par des décalages de trame (frameshifts) et des codons d'arrêt prématurés) dans quatre génomes mammaliens: humain, souris, rat et vache. Nous avons observés une population consistante de ΨEs associée avec 0.4-1.0% des gènes. Ces populations ΨE présentent des modèles de substitution de codons qui sont typiques d'une population endémique de séquences en dégénérescence. De plus, les ΨEs sont plus souvent associés avec des catégories fonctionnelles telles que des liaisons ioniques et des liaisons d'acides nucléiques que des exons dupliqués en général. Nous avons également constaté que les ΨEs peuvent participer à des événements alternatifs d'épissage et ne sont pas distribués aléatoirement dans la structure du gène. Les exons pseudogéniques peuvent fonctionner dans la régulation des gènes à travers la génération de pseudogènes transcrits, ou de transcrits alternatifs régulateurs. Afin d'investiguer davantage le rôle d'ARNm non-codant, nous avons cartographié plus de 16 millions de EST/mRNAs a des séquences génomiques afin d'identifier des formes alternatives d'épissure ou alternative splice forms (AS) qui peuvent être la cible pour l'ARNm non-sens dégradé ou mRNA nonsense-mediated decay (NMD) dans les mêmes quatre espèces mammaliennes (Chapitre IV). Nous avons découvert qu'au moins 10% des gènes mammalien
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.95132 |
| Date | January 2010 |
| Creators | De Lima Morais, David |
| Contributors | Paul Harrison (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Biology) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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