脊椎动物基因组终止密码子通读景观的系统研究

【项目简介】 遗传密码规定了三个终止密码子——UAA、UAG和UGA——它们发出蛋白质合成终止的信号。然而，终止密码子并非绝对的障碍。在一种称为终止密码子通读（stop codon readthrough）的过程中，核糖体偶尔会误读终止密码子并掺入氨基酸，使蛋白质延伸至其注释的C末端之外。通读曾被认为是一种罕见的奇特现象，现在被公认为一种广泛存在且具有重要功能的调控机制，在果蝇等无脊椎动物中，有数百个基因显示出保守通读的证据。相比之下，脊椎动物中的通读现象仍缺乏深入研究：哺乳动物中仅有少数已确认的案例，且脊椎动物谱系中通读的完整范围、进化保守性和功能意义尚不清楚。

本项目将利用脊椎动物基因组计划（Vertebrate Genomes Project）提供的前所未有的基因组资源——该计划即将发布所有约600种脊椎动物物种的近完整染色体水平基因组组装——开展首个针对脊椎动物终止密码子通读的系统化大规模比较基因组学调查。博士生将：（1）开发并应用比较基因组学流程，在数百个脊椎动物基因组中检测注释终止密码子下游保守蛋白编码序列的进化特征；（2）识别并分类新型通读候选位点，区分真正的功能性通读与注释伪迹；（3）表征与允许通读的终止密码子相关的分子特征（序列背景、RNA结构、终止密码子类型）；（4）绘制通读事件的系统发育分布图，确定哪些在脊椎动物中保守，哪些是谱系特异性创新；（5）研究含通读基因的功能类别和生物学作用。本项目将大幅拓展我们对脊椎动物翻译调控的理解，并为理解如何在经典遗传密码之外产生蛋白质多样性开辟新途径。

【申请要求】 申请人应持有（或即将获得）生物信息学、遗传学、分子生物学、进化生物学或密切相关学科的二级甲等荣誉学位（或同等学历）。熟悉命令行环境和脚本编程（Python、R或同等工具）是必备条件。特别鼓励具有基因组分析、比较基因组学或翻译生物学经验的申请人报考。拥有硕士学位或既往研究经历者优先。

【申请流程】 申请人在提交申请前必须直接联系意向导师。在提交正式在线申请之前，申请人有责任自行安排与潜在导师会面。

要申请本项目，您必须提交正式在线申请表——在申请表上选择PhD Evolutionary Biology（进化生物学博士）。详细申请指南可在曼彻斯特大学网站查阅：How to apply for postgraduate research at The University of Manchester。如有任何申请相关问题，请联系招生团队：FBMH.doctoralacademy.admissions@manchester.ac.uk

【平等、多样性与包容性】 平等、多样性与包容性是曼彻斯特大学成功的根本，也是我们所有活动的核心。完整的平等、多样性与包容性声明可在网站查阅：Equality, diversity and inclusion (EDI | Postgraduate Research | Biology, Medicine and Health | University of Manchester。

【资助信息】 本项目招收自费生，费用属于Band 2（中等）档次。不同费用档次的详情可在网站查阅。

【参考文献】

1. Mulhair PO et al. Bursts of novel gene family genesis by gene fusion at major transitions in animal evolution. Under review. bioRxiv: https://doi.org/10.1101/2023.07.10.548381
2. McCarthy CGP et al. Improving orthologous signal and model fit in datasets addressing the root of the animal phylogeny. Molecular Biology and Evolution, 40(1), 2023.
3. Mulhair PO et al. Enriching for orthologs increases support for Xenacoelomorpha and Ambulacraria sister relationship. Current Biology, 32:1–9, 2022.
4. Siu-Ting K et al. Inadvertent paralog inclusion drives highly supported artefactual relationships and older time estimates in phylogenomics. Molecular Biology and Evolution, 36(6):1344–1356, 2019.
5. Taylor AS et al. A burst of genomic innovation at the origin of placental mammals mediated embryo implantation. Communications Biology, 6:459, 2023.