人工設(shè)計PPR蛋白的組裝及其對靶標(biāo)RNA的特異識別研究的任務(wù)書

人工設(shè)計PPR蛋白的組裝及其對靶標(biāo)RNA的特異識別研究的任務(wù)書任務(wù)書題目：人工設(shè)計PPR蛋白的組裝及其對靶標(biāo)RNA的特異識別研究背景：PPR（PentatricoPeptideRepeat）蛋白是一類存在于植物和藻類等細(xì)胞中的RNA結(jié)合蛋白，作為RNA途徑的重要調(diào)控因子，能夠在RNA生物合成、修飾和降解等過程中發(fā)揮重要作用。PPR蛋白由1-30個PPR單元組成，每個PPR單元包含一個或數(shù)個40-43aa的PPR結(jié)構(gòu)域，其中包括兩個α螺旋，其特異位置上有六個保守的氨基酸，通過這六個位點的序列特異性作用，PPR蛋白能夠特異性地識別RNA靶標(biāo)，然后調(diào)控RNA的生物學(xué)性質(zhì)。PPR蛋白的結(jié)構(gòu)和功能具有非常高的可塑性和特異性，因此其已被廣泛地應(yīng)用于合成生物學(xué)和基因工程領(lǐng)域。在此基礎(chǔ)上，人工合成的PPR蛋白已成為一種新型的特異性RNA識別工具，能夠被用于調(diào)控RNA的生物學(xué)功能、解析RNA生物合成途徑、或者用來探究RNA在疾病中的作用等。然而，PPR蛋白的合成和組裝對于相關(guān)研究的成功實施起著至關(guān)重要的作用。任務(wù)：本研究旨在通過人工設(shè)計和組裝PPR蛋白，在不同的組合方式下實現(xiàn)對靶標(biāo)RNA的特異識別，并探討PPR蛋白的不同組成方式及特異性結(jié)構(gòu)域的對靶標(biāo)RNA的識別效率的影響。具體任務(wù)包括：1.通過分析和比較已知的PPR蛋白序列，構(gòu)建新型PPR蛋白的序列結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行生物信息學(xué)基礎(chǔ)性質(zhì)分析；2.基于新的PPR蛋白序列設(shè)計合成和組裝PPR蛋白；3.通過體外測試，確認(rèn)不同組裝方式下PPR蛋白對靶標(biāo)RNA靶向識別的效率；4.通過RNA結(jié)構(gòu)預(yù)測軟件等實驗手段，對確定的PPR-靶標(biāo)RNA結(jié)合位點進(jìn)行探究。要求：1.了解RNA生物學(xué)和PPR蛋白的基本原理；2.掌握基本分子生物學(xué)實驗技能、構(gòu)建與表達(dá)人工合成基因、組裝重組蛋白等實驗技能；3.掌握基本的生物信息學(xué)知識、并熟練使用相關(guān)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析；4.能獨立進(jìn)行科學(xué)研究的思考和方案設(shè)計，有團(tuán)隊合作精神和責(zé)任意識。成果要求：本研究的成果應(yīng)包括：1.新型PPR蛋白序列結(jié)構(gòu)的設(shè)計與構(gòu)建，以及重組蛋白的表達(dá)和組裝的實驗結(jié)果；2.不同組裝方式下PPR蛋白對靶標(biāo)RNA的結(jié)合特異性、結(jié)合親和力和調(diào)控能力的對比測試結(jié)果；3.確定的PPR-靶標(biāo)RNA的結(jié)合位點和結(jié)合能力的實驗結(jié)果。4.詳細(xì)的研究報告和論文，清晰明了地概述新型PPR蛋白的構(gòu)建、體外測試結(jié)果及其對于RNA生物學(xué)研究的應(yīng)用前景等。參考文獻(xiàn)：1.Barkan,A.,Walker,M.,Nolasco,M.,&Johnson,D.(1994).AnuclearmutationinmaizeblockstheprocessingandtranslationofseveralchloroplastmRNAsandprovidesevidenceforthedifferentialtranslationofalternativemRNAforms.EmboJournal,13(13),3170-3181.2.Yagi,Y.,Hayashi,S.,Kobayashi,K.,Hirayama,T.,Nakamura,T.,&Obokata,J.(2013).PPRmotifsofplastidprotein-codinggenesconfertranscriptionalandpost-transcriptionalregulationofgeneexpression.PlantCell,25(3),785-801.3.Schmitz-Linneweber,C.,&Small,I.(2008).Pentatricopeptiderepeatproteins: