环状RNA在部分家畜生长发育调控方面的研究进展

环状RNA(circularRNA,circRNA)是一类经反向剪接后、由3'末端和5'末端共价结合形成的环状非编码RNA(non-codingRNA,ncRNA)分子.这种非编码RNA具有组织表达特异性,因为有特殊的环状结构而不被RNA外切酶降解.随着RNA-seq在越来越多物种中的应用,circRNA的组学文章数量开始快速增长.研究结果表明,circRNA有以下五个生物学功能:与典型剪接发生竞争;充当miRNA分子的"海绵";调控基因的转录;与蛋白质结合,调控蛋白活性;翻译为蛋白质.circRNA的研究主要集中在人体医学方面,近年来,对各种家畜的研究也逐渐增多.本文综述了circRNA在羊、牛和猪生长发育方面的调控研究,以期为研究家畜组织中circRNA的功能提供理论依据与研究思路.     

Circular RNAs:鉴定、表达和功能

随着第二代测序技术的发展,过去数十年功能性非编码RNA的种类不断增长。Circular RNAs(circRNA)是3’和5’端共价结合形成的一类环形RNA,表达广泛且丰度高。它们一般是由pre-mRNA经反式剪接(backsplicing)而形成的,即上游剪接受体与下游剪接供体结合。尽管对于circRNA的功能还没有定论,但是许多研究已表明许多真核生物均有circRNA的表达,并且在哺乳动物中具有保守性,但它们的调控方式与其同源线性RNA不同。研究表明circRNA呈发育调控、组织/细胞特异表达,并且所有真核生物均存在circRNA。这些特性表明circRNA或许具有重要功能。本文将重点探讨circRNA的经典实例、检测方法、功能作用。     

环状RNA在畜牧学中的研究进展

环状RNA(circRNA)是一种广泛、稳定存在于哺乳动物中的不具备5'末端帽子和3'末端poly(A)尾巴且具有独特闭环结构的内源性非编码RNA,具有高度保守性、组织特异性、阶段特异性以及高度稳定性等优点。按形成方式主要分为内含子circRNA、外显子circRNA、外显子-内含子circRNA以及基因间circRNA。目前对其功能的研究主要集中在与miRNA的互作、蛋白调控以及癌症等疾病方面。文中就circRNA的生物合成、功能及在畜牧学中的研究进展进行综述,以期为畜牧分子育种研究提供理论支撑。     

环状RNA的研究思路及在猪中的研究进展

环状RNA(circular RNA,circRNA)是一类特殊的非编码RNA分子,与传统的线性RNA(linear RNA)不同,它是通过反向剪接形成的闭合RNA分子。由于circRNA缺少可接触的末端,可以避免被核酸外切酶降解,因此能够稳定存在于各种类型的真核细胞中,表达更加稳定。文章主要从circRNA的产生机制、生理学特性、检测方法以及研究思路等方面进行综述,并总结和归纳了近年来circRNA在猪中的研究进展。     

circRNA及其在畜禽遗传调控中的研究进展

环状RNA(Circular RNAs,circRNAs)是一种新型的内源性非编码RNA,由mRNA前体反向剪接形成共价闭环结构。circRNA没有5’端帽子和3’端多聚腺苷酸尾巴,广泛表达于各种组织中。受技术限制,早期普遍认为circRNA是错误剪接的产物,但随着高通量测序技术的迅速发展和广泛使用,circRNA又重新回到研究前沿,同时越来越多的circRNA在各个物种中被鉴定。本文综述了circRNA的产生、特征、性质、功能及其在畜禽遗传调控中的应用研究,以期为探究circRNA在畜禽生产中的功能机制提供理论依据。     

环状RNA在病原感染中的作用机制研究进展

环状RNA(circRNA)是一类缺乏5′和3′游离末端的共价闭合非编码RNA,在真核细胞中高度保守且普遍存在。与线性RNA相比,环状RNA对RNase R不敏感,在细胞中更稳定存在。同时,环状RNA可作为连接非编码RNA和mRNA的重要桥梁,通过多种机制调控各种生理、病理过程。近年来许多研究表明了环状RNA在病毒、细菌等病原微生物感染中的作用机制,环状RNA可作为感染性疾病诊断及预后的分子生物标志,在感染性疾病的治疗与防控中发挥重要作用。论文就环状RNA的生物学功能及其在病原感染中的作用进行综述,以期为深入研究感染性疾病的致病机制,制定有效的防控措施提供参考。     

circRNA作为ceRNA调控畜禽重要经济性状的研究进展

竞争性内源RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)机制指具有同种miRNA反应元件(microRNA response elements, MRE)的RNA分子，通过竞争性地结合该miRNA以在转录后水平调控基因的表达，进而影响细胞的生物学功能。ceRNA机制的有效性受细胞环境、miRNA活性及其与不同RNA分子间亲和力等因素的影响。虽然环状RNA(circular RNA,circRNA)和长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)等均可作为ceRNA,但circRNA是相对更为有效的ceRNA分子，因为其在进化过程中稳定且保守，可使ceRNA信号在不同组织中传导。本文在探讨ceRNA调控机制影响因素的基础上，进一步综述了circRNA作为ceRNA调控畜禽肌肉发育、脂肪沉积、乳腺及卵泡发育等方面的研究进展，以期为深入研究畜禽重要经济性状中ceRNA调控网络提供新思路。     

环状RNA的生物学功能及其在家禽中的研究进展

近年来随着高通量测序和生物信息学的发展,环状RNA （circular RNA,circRNA）在生物学领域作为新起之秀备受关注。circRNAs是一种内源性的非编码RNA （non-coding RNA,ncRNAs）,通常是由pre-mRNA的反向剪接（back-splicing）而来,形成一个共价闭合环。circRNA在真核细胞中没有自由表达的3'和5'末端,这种特殊的结构使其对核酸外切酶高度不敏感。本文综述了circRNAs的研究简史、种类、可变剪接、生物学功能及在家禽中最新研究进展,为家禽的遗传改良提供新视野。     

环状RNA研究进展

环状RNA(circRNAs)是一类不同于线性RNA的内源非编码RNA,它是通过反向剪接形成的闭合环状RNA分子。circRNA不具有5′端帽子和3′端poly(A)尾巴结构,能够稳定存在于各种类型真核细胞中。对于circRNA的数量和丰度的检测,传统分子生物学方法的能效非常有限,因此一直以来circRNA被认为是RNA异常剪接的产物。随着生物信息学的快速发展和高通量测序技术的不断革新,目前已经在真核细胞中发现了大量内源性circRNA,其中一些circRNA表达丰度高并呈现出时空表达特异性和物种间保守性,说明circRNA可能在调节基因表达方面具有重要功能。本文综述了circRNA的特征、形成机制及生物学功能,并对近年来circRNA研究进展进行归纳总结,以期为真核生物基因表达调控研究、疾病检测等提供基础资料,并对circRNA在动物分子育种方面的研究进行展望。     

非编码RNA对猪骨骼肌发育的影响

骨骼肌发育与猪肉产量和品质密切相关，且受到各种因素的影响。近年来，非编码RNA （non-coding RNA，ncRNA）对骨骼肌发育的影响已成为新的研究热点之一。ncRNA主要包括微小RNA （microRNA，miRNA）、长链非编码RNA （long non-coding RNA，lncRNA）和环状RNA （circular RNA，circRNA），是一类不具有编码蛋白功能的RNA，最初被认为只是在转录或转录后水平调控基因的表达，但随着研究的深入，越来越多的ncRNA被证实参与骨骼肌细胞增殖、分化与凋亡等生物过程，其中miRNA可通过与靶基因互补序列结合发挥功能；lncRNA与circRNA主要作为分子海绵竞争性结合miRNA，解除其对靶基因的抑制作用。作者主要从ncRNA介绍及miRNA、lncRNA和circRNA对猪骨骼肌发育的影响等进行综述，并就ncRNA对猪骨骼肌生长发育的研究进行了展望。     

Biological functions of circRNAs and their progress in livestock and poultry

CircRNAs are a new member of endogenous RNAs, which characterized by a closed-loop structure without terminated 5′ caps and 3′ tails via covalent bonding, which are evolutionarily conserved among different species and often exhibit tissue or developmental stage-specific expression. So far, thousands of circRNAs have been discovered in eukaryotic cells. CircRNAs are more stable due to its resistance to exonuclease implying important biological functions in all kingdoms of life. They could function as miRNA sponges, interfere with splicing and bind to protein to regulate the expression of host genes and so on. In addition, emerging evidence suggests that circRNAs are closely related to a series of physiological processes in livestock and poultry. In this review, we summarized the biogenesis mechanism, major biological function and detection methods and focused on research advance of circRNAs in livestock and poultry, aiming at providing certain reference value and novel techniques for the development of new molecular genetic markers and breeding of livestock and poultry. Meanwhile, we hope this review could show significant prospect for other researches.     

香猪3种组织环状RNA的表达及其功能分析

本研究旨在探索环状RNA（circular RNA，circRNA）在香猪皮肤、皮下脂肪及背最长肌的表达及其潜在功能。本研究采用RNA-Seq技术和生物信息学方法，分析香猪皮肤、皮下脂肪及背最长肌circRNA的表达，对3种组织特有circRNA亲本基因进行GO和KEGG富集分析，对样品组织结构功能相关亲本基因中circRNA结合的靶miRNA进行预测。从香猪3种组织表达谱中共鉴定出6 483个circRNAs，皮肤、皮下脂肪及背最长肌分别鉴定出4 575、5 180、5 219个circRNAs，其中特异性表达的分别有83、234、586个；circRNAs在染色体上分布广泛，主要来源于外显子，少数来源于内含子和基因间隔区；多数circRNAs表达量较低；皮肤特有circRNAs的亲本基因主要参与蛋白水解、RNA转运、缝隙连接等过程，其中NF1、MAPK1等亲本基因与皮肤性疾病相关，可能以circRNAs的形式发挥作用，其中亲本基因MAPK1中的circRNA（circ-MAPK1）可结合miR-18a、miR-132、miR-411等，可能参与调控胶原蛋白的形成；皮下脂肪特有circRNAs的亲本基因富集于脂肪细胞生长、发育及癌症等信号通路，ABHD5、PTPN11等亲本基因与脂肪代谢有关，circ-PTPN11结合的miR-103、miR-107、miR-199a-5p等参与调控脂肪细胞增殖、分化及脂质沉积；背最长肌特有的circRNAs亲本基因富集于癌症、感染、肌肉发育等过程，ROCK2、PPP1CC等基因与肌细胞分化及肌肉收缩相关，circ-PPP1CC结合的miR-339、miR-181a、miR-181b等参与调控肌细胞分化、增殖及生长。综上，本研究筛选出的circRNAs及其结合的miRNAs可能参与皮肤胶原蛋白形成、脂肪沉积、肌细胞分化成熟等生物学过程。     

Expression and Function Analysis of Circular RNA in Three Tissues of Xiang Pig

The purpose of this study was to explore the expression and potential functions of circular RNA (circRNA) in the skin,subcutaneous fat,and longissimus dorsi muscle of Xiang pig.In this study,RNA-Seq technology and bioinformatics methods were used to analyze the expression of circRNAs in skin,subcutaneous fat,and longissimus dorsi muscle of Xiang pig,GO and KEGG enrichment analysis were performed for the host genes of three tissue-specific circRNAs,then target miRNA prediction was performed for the circRNAs that host genes associated with tissue structure and function.A total of 6 483 circRNAs were identified from the three tissues of Xiang pig,4 575,5 180 and 5 219 circRNAs were identified respectively from skin,subcutaneous fat and longissimus dorsi muscle respectively,among which 83,234 and 586 circRNAs expressed specifically.circRNAs distributed on chromosomes widely and mainly from exons,a few from introns and intergenic regions.The expression levels of most circRNAs were low.The host genes of skin-specific circRNAs were mainly involved inproteolysis,RNA transport,and gap junctions.Among them,host genes such as NF1 and MAPK1 were related to cutaneous diseases and might play a role in the form of circRNAs.The circRNA (circ-MAPK1) that the host gene MAPK1 could bind to miR-18a,miR-132,miR-411,and which might be involved in regulating the formation of collagen.The host genes of circRNAs expressed specifically in subcutaneous fat were enriched in adipocyte growth,development and cancer signaling pathways.ABHD5 and PTPN11 genes were related to fat metabolism,miR-103,miR-107 and miR-199a-5p bound by circ-PTPN11 could be involved in regulating adipocyte proliferation,differentiation and lipidosis.The host genes of circRNAs only expressed in longissimus dorsi muscle associated with cancer,infection,and muscle development.ROCK2 and PPP1CC were involved in myocyte differentiation and muscle contraction,while miR-339,miR-181a and miR-181b bound by circ-PPP1CC were involved in the regulation of myocyte differentiation,proliferation and growth.In conclusion,the circRNAs selected in this study and their combined miRNAs might be involved in skin collagen formation,fat deposition,and muscle cell differentiation and maturation.     

A型塞内卡病毒感染PK-15细胞环状RNA表达谱分析

【目的】分析A型塞内卡病毒(Seneca virus A,SVA)感染猪肾上皮细胞(PK-15)后环状RNA(circular RNA,circRNA)表达谱的变化,探究circRNAs在SVA感染过程中发挥的潜在调控作用。【方法】本研究基于Illumina HiSeq 2000平台对SVA感染及对照PK-15细胞circRNAs转录组进行测序,并对差异表达circRNAs的来源基因进行GO功能及KEGG通路富集分析,通过实时荧光定量PCR对新发现的circRNAs进行表达水平鉴定。【结果】转录组测序结果显示,SVA感染组、PK-15细胞对照组中共有432种circRNAs被发现。在SVA感染PK-15细胞中,87种circRNAs表达水平相对对照组PK-15细胞显著上调,74种circRNAs表达水平显著下调。对差异表达circRNAs的来源基因进行GO功能注释分析表明,SVA感染组差异表达circRNAs来源基因主要富集于核仁、细胞器膜和细胞大分子代谢、发育等生理过程。KEGG通路富集结果显示,SVA感染组差异表达circRNAs来源基因主要富集于胞吞过程、cAMP信号通路、Rap...     

microRNA在猪中的研究进展

microRNA（miRNA）是一类在真核生物中广泛存在的非编码小RNA，通过与目标基因的3'端非编码序列结合，在转录后水平上调控基因的表达，参与许多生物学过程，包括细胞生长、分化、增殖和凋亡等。miRNA的生物合成始于细胞核，分为3个阶段，即pri-miRNA、pre-miRNA、成熟的miRNA分子。前两个阶段在细胞核中完成，第三阶段转移到细胞质中完成。miRNA具有在真核细胞中广泛存在、长度21~24 nt、序列具有高度保守性3个特点。研究表明，miRNA参与调控猪胚胎期肌肉发育、胚后期肌肉生长及肉质性状形成，猪前体脂肪细胞分化和脂质沉积，猪体的免疫应答，以及影响病原与机体的相互作用等过程。因此，了解更多的猪miRNA研究进展，可以加深对猪肌肉发育、脂肪代谢、疾病免疫等分子机制的理解，为生猪的健康养殖提供参考。     

lncRNA在卵母细胞成熟过程中作用的研究进展

长链非编码RNA(lncRNA)是一种长度大于200个核苷酸的RNA调控分子,它存在于细胞核和细胞质中,不具备蛋白编码能力,可以被剪切,以RNA的形式调控基因表达,并参与细胞内多种生物学调控过程。本文主要综述了lncRNA的作用机制及生物学功能、lncRNA在卵母细胞成熟过程中的研究,为进一步探讨lncRNA调控卵母细胞成熟提供理论依据。     

西藏牛和三江牛大脑组织中低氧适应相关circRNAs的比较分析

旨在从circRNA层面加深哺乳动物对高原低氧环境适应性的认识,探索西藏牛和三江牛大脑组织中差异表达的circRNA及相关调控网络,为研究circRNA在西藏牛低氧适应性方面的分子调控机制奠定理论基础。本研究分别采集3头4.5岁健康、雌性西藏牛和三江牛的大脑组织作为试验样本,构建cDNA文库进行高通量测序,利用生物信息学方法对宿主基因进行GO和KEGG分析,预测差异表达circRNA下游靶向基因,构建circRNA-miRNA和circRNA-miRNA-mRNA可视化调控网络,辅以RNaseR酶抗性检测和实时荧光定量PCR（qRT-PCR）验证测序数据的可靠性。结果,在西藏牛和三江牛的6个样本中,共筛选获得858个显著差异的circRNAs,其中上调表达394个,下调表达464个。其宿主基因共参与49个功能亚类,注释到31条显著富集的信号通路（P<0.05）,主要涉及MAPK信号通路、谷氨酸能突触、Rap1信号通路、磷脂酶D信号通路及cGMP-PKG信号通路等生物学过程。靶基因预测结果显示,350个上调和364个下调差异表达circRNAs分别靶向结合492和508个miRNAs。其中,miRNA靶点数最多的是novel_circ_017825和novel_circ_046762,说明这两个circRNAs可能在西藏牛脑功能调控方面发挥重要作用。circRNA-bta-miR-2284z-mRNA调控网络展示了bta-miR-2284z与circRNA、mRNA间的靶向关系,推测上述circRNAs可能通过充当bta-miR-2284z海绵的方式,间接影响西藏牛脑组织中相关靶向mRNA的表达水平。随机挑选6个circRNA进行RNaseR酶抗性试验和qRT-PCR验证,表达趋势与测序结果一致,说明所获得的circRNA为环状转录本。本研究利用高通量测序技术获得了西藏牛和三江牛大脑组织中circRNA的表达谱及信号通路,并初步构建了circRNA-miRNA-mRNA网络互作模型,为后续进一步探索circRNA参与西藏牛低氧适应性的生物学过程和分子功能,研究circRNA在大型哺乳动物低氧适应性方面的调控机制提供了可靠的数据支持。     

The Expression of Long Noncoding RNA (H19) in Mouse Skeletal Muscle Development

This experiment was intend to study the changes of long non-coding RNA (H19) expression levels in skeletal muscle development and regeneration,and lay the foundation of its mechanism reach in skeletal muscle development.C2C12 cell line and ICR mice were used as experimental material,bioinformatics assay was used to exploit its non-coding character and low conservatism in different species,and the expressions of H19 in C2C12 cell differentiation,skeletal muscle development and the phase of muscle regeneration were detected by quantitative Real-time PCR (qRT-PCR).The results showed that,H19 expression levels in postnatal mouse skeletal muscle decreased with increasing age;during C2C12 cell differentiation,H19 mRNA increased gradually,and then maintained a high level;The expression of H19 was maintained at a high level through days 4 to 6 after injury.In consideration of its express character in C2C12 cell differentiation and skeletal muscle damage repair model,H19 may play an important role in promoting myogenesis and skeletal muscle regeneration.