miRNA在动物毛囊发育中的研究进展

microRNA (miRNA)是一类长度约20～25个核苷酸的内源性非编码小分子RNA,通过作用于靶基因mRNA的非翻译区抑制其翻译进而参与基因转录后调控,从而影响生物发育和疾病发生过程等。miRNA通过调节Wnt信号通路、BMP信号通路和细胞因子等表达参与动物毛囊的周期性生长发育、毛囊干细胞的增殖分化和凋亡以及被毛颜色的形成等。本研究从miRNA生物合成、miRNA对毛囊发育作用和对动物毛囊发育调控机制等方面进行详细阐述,旨在为深入了解miRNA调控动物毛囊的发育机制,并为今后指导毛用和皮用动物选育和提高生产性能提供参考。     

家兔肌肉组织中保守miRNA的鉴定及进化分析

【目的】旨在鉴定家兔肌肉组织中的保守miRNA，获取其表达谱并分析其进化特征，进而为研究保守性miRNA在家兔生长发育过程中的生物学功能提供理论依据。【方法】采用Solexa技术对家兔背最长肌组织中miRNA进行了测序和分析。【结果】通过序列比对鉴定出521个保守的miRNA序列，分属于238个不同的家族。其中miR-1、miR-133、miR-206和miR-499等肌肉特异性表达的miRNA在肌肉中均有表达，且除miR-499外的其它3个miRNA在所测定样本中均高表达。10个动物保守性miRNA家族在S86专门化父系肌肉基因组中出现了丢失。靶基因显著富集于13条信号通路，其中Focal adhesion和PI3K-Akt信号通路与肌肉发育密切相关。【结论】研究鉴定的影响肌肉发育的miRNA及其靶基因富集通路，将有助于家兔生长调控机制的研究，加快可用于标记辅助选择的分子标记的开发。     

MicroRNA数字特征综述

阐述MicroRNA（miRNA）数字特征在计算识别中的发展及应用,总结相关数字特征在miRNA基因及靶基因预测中的作用。miRNA数字特征是计算识别物种新miRNA基因的工具,从首个miRNA基因被发现以来,数字特征研究由最初的miRNA序列特征和二级结构特征到现在常用的热力学特征、熵特征和拓扑特征等,均被广泛应用于新miRNA基因鉴别和靶基因辨识。随着新一代测序技术广泛应用,miRNA数字特征在miRNA生源论探讨、基因和靶基因识别、生物合成途径发掘等研究中具有重要作用。文章提出将数字特征应用于靶基因功能的归属判别、生物进化等研究领域,为miRNA数字特征在其他研究领域应用提供参考和借鉴。     

血清中新型癌症生物标记物——miRNA

MicroRNA(miRNA)是一类长度约22 nt的非编码单链RNA,广泛存在于动物、植物中,具有基因表达调控的功能。研究表明,miRNA的异常表达与人类的各种癌症相关,且miRNA可作为肿瘤抑制基因或癌基因存在。当前许多研究集中在生理学或病理学过程miRNA表达的研究,血清中miRNA可作为检测各类癌症与疾病的潜在生物标记物用于病人外周血癌症的早期检测与癌症复发的检测。血清miRNA的差异表达对癌症的研究具有较大的前景。     

桃拉综合症病毒感染诱导的凡纳滨对虾microRNA表达差异的研究

microRNAs(miRNAs)在调节动物的获得性和先天性免疫中发挥重要作用。为研究病毒感染对凡纳滨对虾miRNA表达的影响,构建了桃拉综合症病毒感染和对照的凡纳滨对虾的小RNA文库,利用Solexa高通量测序技术对小RNA文库进行测序,分别得到61854276和65320117条小RNA序列,其中有2864337条序列被注释为保守的miRNA,对应87种已知的miRNA。对高表达量的miRNA进行表达差异分析,得到了22个差异表达miRNA,其中8个上调表达,14个下调表达。对差异表达miRNA的靶基因进行了预测,其中预测得分最高的靶基因大多数涉及到动物的免疫或细胞凋亡功能,说明miRNA在对虾的免疫机制中起着非常重要的作用。研究结果提供了凡纳滨对虾miRNA响应病毒感染的表达谱的基础资料,这将有助于揭示miRNA在对虾的抗病毒免疫机制中的作用。     

绒山羊胚胎期次级毛囊发生发育相关miRNA的筛选及靶基因验证

为筛选绒山羊次级毛囊发生发育相关microRNA(miRNA)及靶基因验证,本研究基于课题组前期高通量测序技术得到绒山羊胎儿期(45、55、65、75、95、115和135 d)皮肤组织miRNA表达谱的基础上,鉴定各比对组中差异表达的miRNA并根据毛囊形态发生规律筛选次级毛囊发生发育相关的miRNA,运用RNAhybrid、miRanda和TargetScan软件预测筛选到的miRNA靶基因并与次级毛囊发育相关基因取交集,所得基因进行GO和KEGG富集分析,筛选毛囊发生发育重要通路中的关键基因构建miRNA-mRNA调控网络,进而运用双荧光素酶报告验证关键miRNA-mRNA的靶向关系。结果表明:1)筛选到次级毛囊发生发育相关miRNA 153个,共预测到32 978个靶基因;2)取交集后得到1 352个靶向的次级毛囊发生发育相关的基因,且显著富集在29条KEGG通路中,其中毛囊发生发育重要通路TGF-β同样显著富集;3)构建了chi-miR-26b-5p-SMAD1和 chi-miR-495-3p-SMAD1等232对次级毛囊发生发育可能相关的miRNA-mRNA关系对,双荧光素酶报告系统进一步验证了关键靶向关系。本研究为解析miRNA在绒山羊次级毛囊发育过程中的分子机制奠定了前期基础。     

杨树miRNA的靶基因预测及低氮胁迫表达分析

目的鉴定杨树受低氮胁迫后miRNA的靶基因,分析靶基因在氮胁迫后的差异表达并探讨其功能,为揭示杨树低氮胁迫下miRNA的调控功能提供参考,并为树木低氮营养高效利用育种提供重要的候选基因。方法根据miRNA的保守性及与靶基因的严谨互补配对关系,以杨树miRNA为探针利用靶基因预测软件psRNATarget,通过与毛白杨转录组的基因序列进行比对鉴定靶基因,进一步开展毛白杨受低氮胁迫后靶基因的差异表达分析及功能注释。结果获得了131个miRNA家族的242个miRNA成员对应的3 024个靶基因,分别参与了植物激素信号转导、次生代谢产物的生物合成、氨基酸合成代谢、碳代谢和RNA运输等通路。57个靶基因在低氮胁迫处理后发生显著变化,其中受到诱导（29个）和抑制（28个）的基因数目相当。14个低氮胁迫响应的miRNA,其对应的11个靶基因也发生了显著的差异表达变化,其中miRNA和靶基因表达量发生相反变化的有8个miRNA。本研究发现参与植物激素信号转导的靶基因（2个）及参与代谢途径的靶基因（6个）发生了差异表达。miR162的靶基因编码ABC转运蛋白,miR393运用于靶基因KAT2调节Na+和K+动态平衡,miR399的靶基因PIF3编码光敏色素互作因子PIFs蛋白,这些miRNA及靶基因可能在杨树响应低氮胁迫中发挥重要作用。结论本文鉴定到了毛白杨中一批低氮胁迫响应miRNA的靶基因,可调控杨树对氮逆境胁迫信号的反应。这些miRNA及靶基因为进一步揭示miRNA及靶基因在低氮胁迫下的调控功能提供了研究线索,为树木氮营养的高效利用改良提供了重要候选基因。      

蒙古马高负荷运动训练前后miRNA差异表达分析

为研究蒙古马高负荷运动训练前后miRNA差异表达,利用二代测序技术对6匹经4个月高负荷运动训练的蒙古马进行了调查,筛选训练前后发生差异表达的相关基因及其所参与的生物学过程。在训练前与训练后两个时期分别采集肌肉样品,建立蒙古马肌肉miRNA文库,对训练前后表达量发生显著变化的差异miRNA进行靶基因预测,并进行GO功能富集与KEGG Pathway分析。结果表明:1)在蒙古马高负荷训练前后两个文库中,分别筛选得到366和346个miRNA,共表达miRNA达248种,分别预测得到7 620和7 535个靶基因。其中高丰度表达的miRNA有miR-1、miR-378、miR-21、miR-101、miR-133a等;2)靶基因参与调控的生物学过程包括:发育过程、解剖结构发育、蛋白质结合、酶结合等;3)KEGG Pathway结果显示,在210条被注释的信号通路中与运动代谢相关的有:调节肌动蛋白细胞骨架,钙信号通路、心肌收缩等。本研究结果可为探究蒙古马强耐力的基本分子机理提供理论基础,同时也为了解蒙古马运动学特性提供新思路。     

海鞘(Ciona intestinalis)新microRNA基因的识别及其靶标预测

microRNAs(miRNAs)是一类长度约22 nt的非编码小RNA,通过碱基互补配对的方式调控靶基因的表达.本文采用同源搜索的方法,以线虫、果蝇、文昌鱼和人类的miRNA为探针,与海鞘的基因组序列进行比对,同时结合miRNA二级结构特征及SVM假阳性分析共发现10个新的miRNA基因.通过靶基因预测,共找出225个潜在靶基因,这些靶基因主要参与细胞代谢、转录调节、结合活性等功能.新miRNA基因的识别为海鞘miRNA功能研究奠定了基础,并为更进一步揭示脊椎动物miRNA的起源与进化提供了理论依据.     

冷应激与动物miRNA相关性的研究

低温是寒区最主要的非生物性应激原之一,由此导致的冷应激严重影响畜禽生长和生产,给寒区畜牧业造成巨大经济损失。miRNA是一类新型的小分子非编码RNA,广泛参与包括冷应激反应在内的多种生理生化过程的调控。近年来有许多关于在低温条件下发现生物体内存在大量差异表达miRNA的研究报道,这些差异表达的miRNA也被称之为冷应激miRNA(CryomiRs)。冷应激miRNA在冬眠、冷冻、低温和低体温动物的多种组织中被大量发现,因此这些miRNA在帮助动物应对低温引起的冷应激方面可能发挥重要作用。新兴的研究表明,应激可以改变miRNA的生物合成,miRNA靶基因的表达以及miRNA-蛋白复合物的活性。冷应激miRNA的发现和功能探究将为冷应激状态的评价及冷应激发生机制的研究提供新的思路。     

植物miRNA在非生物逆境下调控机制的研究进展

MicroRNA(miRNA)是一类内源性的、长度约18～24 nt、非编码、单链小RNA分子,miRNA广泛存在于各种动植物体内,并参与基因表达的调控。随着植物miRNA研究的不断发展,越来越多的miRNA被证实在不同的非生物逆境下具有重要的调控作用,例如营养胁迫、低温胁迫、机械胁迫等。该文综述了植物miRNA的合成、miRNA及其靶基因的鉴定方法,并重点介绍了非生物逆境相关miRNA的表达分析方法、逆境条件下miRNA的调控特征及其靶基因特点等。     

外泌体microRNA在猪成熟和闭锁卵泡中的表达差异及功能分析

【目的】通过分析成熟卵泡液外泌体（mature follicular fiuid Exosomes, mffEXs）和闭锁卵泡液外泌体（atretic follicular fiuid Exosomes, affEXs）miRNA的表达差异,探索卵泡液外泌体（EXs）miRNA在卵泡发育和闭锁过程中的调控作用。【方法】本研究通过抽提4—6 mm猪成熟发育和闭锁卵泡的卵泡液分离外泌体,进行粒径分析及Western Blot检测对EXs进行鉴定,接下来对特征性EXs携带的miRNA测序和功能富集分析,筛选关键信号通路和差异基因。最后,将mffEXs和affEXs作为添加剂进行颗粒细胞培养,利用Q-PCR检测技术分析关键基因的表达,验证两类卵泡液内EXs miRNA在卵泡发育中的调控功能。【结果】成功分离了mffEXs和affEXs,对比mffEXs测序结果,affEXs中有90个miRNA上调表达,220个miRNA下调表达,表明了卵泡液中的miRNA表达水平与调控卵泡发育有关;KEGG富集分析结果显示两类卵泡的差异信号通路主要集中在Ras、cAMP、P53和MAPK等信号通路,涉及调控卵母细胞发育、减数分裂以及颗粒细胞细胞周期等生物学功能。在闭锁卵泡中,上调表达的ssc-let-7a和ssc-miR-133a-3p分别潜在靶向调控细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK1）和胰岛素生长因子（IGF1）,抑制了G1和G2/M期的运转和类固醇激素代谢,促使颗粒细胞周期运转受阻和颗粒细胞凋亡,引起卵泡闭锁的发生;下调的ssc-miR-21-5p潜在靶向肿瘤抑癌基因（P53）,抑制细胞周期运转,促使颗粒细胞凋亡。在体外培养的颗粒细胞中分别添加mffEXs和affEXs,Q-PCR结果显示CDK1在mffEXs中显著上调表达,而P53显著下调表达,表明了测序分析结果的可靠性。这些结果均显示了affEXs中miRNA表达水平的变化促使颗粒细胞凋亡和细胞周期阻滞,引起卵泡闭锁。【结论】猪affEXs携带miRNA增加了对CDK1、IGF1和P53的表达调控,抑制颗粒细胞细胞周期运转和类固醇激素代谢等信号通路,引起颗粒细胞凋亡,导致卵泡闭锁。     

miRNA 对水稻非生物胁迫的应答

MicroRNA(miRNA)是一类小的非编码RNA,它主要通过对转录后水平靶mRNA的切割以及抑制mRNA的翻译调控基因表达,参与植物的生长发育和胁迫应答等多种生物学过程.综述了miRNA的发生和调控机制,重点介绍了miRNA对水稻非生物胁迫应答的研究进展,并对研究过程中存在的问题进行讨论,为更好地了解miRNA及其靶基因在提高水稻产量和抗逆方面的作用,进一步解析miRNA在水稻中的调控机制提供参考.     

丝状真菌veA基因的研究进展

veA基因是在丝状真菌中普遍存在的调控因子之一,在丝状真菌的生长、发育和代谢中都发挥着重要的作用,参与丝状真菌生长、发育和次级代谢等重要的生命过程的调节。因此,对丝状真菌的有性发育过程及机理的研究,了解该基因在次级代谢中的调节作用,在防治真菌毒素污染的工作方面可发挥重要的作用。对veA基因的结构、表达以及发育过程和次级代谢过程的调控机制方面进行了综述。     

长白落叶松小RNA测序和其靶基因预测

miRNA是近年来新发现的一种比较特殊的具有高度保守的小RNA,其在基因调控网络中扮演着重要的角色。本文借助Illumia测序平台,经过Solexa测序分析,对长白落叶松的miRNA进行了分析,最终筛选出了15 294 797条clean reads。比对结果显示,除去核糖体RNA(rRNA)2 991 972条、转运RNA(tRNA)65 264条、核内小RNA(snRNA)1 670条、核仁小RNA(snoRNA)467条等ncRNA以及重复序列6 421条,共获得未获得注释的miRNA 12 229 003条,占总注释小RNA的79.96%。利用miRDeep2对未注释的小RNA进行miRNA的筛选,共得到78个新发现的miRNA,分别隶属于miR164、miR166、miR160、miR950、miR396家族。通过进一步对靶基因的注释分析共得到333个与其相对应的靶基因;其功能包括转录因子类,未知功能蛋白,离子结合蛋白,延长因子,信号转导,细胞壁或细胞膜的生物合成等调控植物生长发育过程。      

植物miRNA的功能及器官发生

植物miRNA是广泛分布于植物基因组的长度在22个核苷酸左右的内源性非编码调控RNA,是真核生物基因表达的一类负调控因子,主要通过指导靶基因的切割或降低靶基因的翻译从转录后水平上抑制植物基因表达,在控制植物的发育、开花时序、新陈代谢、应激反应等方面起着重要的作用.已知植物miRNA在转录后水平上抑制基因表达,主要是通过导致mRNA的裂解,对抑制目标转录物的翻译起作用.综述了植物miRNA形成、作用机理、功能和研究方法等方面的研究进展.     

马铃薯microRNA及其靶基因的预测与功能分析

根据miRNA序列在植物中的高度保守性,通过拟南芥、水稻、玉米等植物中已知的miRNA序列与马铃薯的表达序列标签(EST)、基因组测序序列(GSS)以及核酸数据库中的序列进行比对,最后通过在线比对软件blastx去掉编码序列,共发现32条新的miRNAs,并且这32条前体均可折叠形成miRNA家族的标准二级结构;利用新发现的马铃薯miRNAs通过在线软件miRU和miRU2与编码蛋白的数据库比对,预测到了100个靶基因,分别编码与马铃薯生长发育、新陈代谢、信号转导、转录调节、胁迫反应等相关的蛋白.     

BLV-miRNA跨界调控人类靶基因预测及生物信息学分析

【目的】评估牛白血病病毒（BLV）来源的miRNAs跨界调控人源基因的风险。对BLV-miRNA可能带来的食品安全问题及对人体健康可能造成何种影响进行前瞻性研究,为未来实际生产中地方流行性白血病防控措施执行的必要性研究奠定基础,对BLV与人类疾病间关联性的研究提供理论指导。【方法】首先使用mirbase网站对BLV miRNA的成熟序列进行查询,通过miRanda软件对BLV编码的10种miRNA（BLV-miR-B1-3P,5P、BLV-miR-B2-3P,5P、BLV-miR-B3-3P,5P、BLV-miR-B4-3P,5P、BLV-miR-B5-3P,5P）进行靶基因预测,并选取每个BLV-miRNA评分前10的候选靶基因（去除重复基因后共88个）进行功能分析,对受到多个BLV miRNA共同调控的候选靶基因使用RNAhybrid软件进行二次预测验证,并对其功能进行分析。【结果】 BLV编码的10种miRNA经预测后分别获得1 630—16 383个靶基因不等。对评分前十的共计88个候选靶基因进行功能分析后发现,其中18个基因无相关功能报道;36个候选靶基因与肿瘤性疾病的发生发展存在相关性。2个候选靶基因可以对细胞周期起调控作用;16个候选靶基因参与细胞信号转导的调控;14个候选靶基因在细胞结构/骨架蛋白的形成中发挥作用;细胞的增殖与凋亡的功能表现成拮抗关系,往往促进增殖的基因同时也可以抑制细胞凋亡,共有13个基因对细胞的增殖和凋亡起调节作用,有趣的是,这13的候选靶基因对细胞增殖凋亡功能的调节是双向性的,但不能明确BLV miRNA对细胞的调节到底是更趋向于增殖还是凋亡,因此仍需要后续研究深入探讨;2个候选靶基因对细胞分化起调节作用;16个候选靶基因对细胞的迁移/侵袭功能起调节作用,再次提示BLV miRNA与肿瘤性疾病可能存在更重要的关联性。7个候选靶基因可能在乳腺细胞的分化、迁移、侵袭过程中发挥重要作用,提示BLV与人乳腺癌相关性的研究中,可以从BLV miRNA的角度深入探讨;BLV-B4-3P的2个候选靶基因Ⅰ型胶原α1链基因（COL1A1）、断裂点簇集区（BCR）对人急性淋巴细胞白血病（ALL）具有调节作用。此外,可以被多个BLV miRNA共同靶向的候选靶基因均属于黏蛋白家族（MUC5B、MUC12和 MUC16）,且均可以在结肠中表达,对结肠黏膜的形成产生影响。【结论】外源性BLV miRNA可能跨界调控细胞周期、信号转导、结构/骨架、增殖、凋亡、分化、迁移/侵袭相关等细胞功能相关基因,破坏细胞结构;BLV miRNA与人乳腺癌的相关性可能表现在人乳腺癌细胞的分化、迁移、和侵袭过程中;而BLV-miR-B4-3p本身与白血病相关miR 29a共享同一种子区域,可能对人急性淋巴细胞白血病的发生发展造成影响;外源性BLV miRNA具有靶向抑制黏蛋白基因（MUC5B、MUC12、MUC16）表达,通过破坏肠黏膜形成这一途径,跨界调控人源基因的风险。     

葡萄miR169及其靶基因的生物信息学分析

[目的]明确葡萄miR169(vvi-miR169)基因家族在葡萄生长发育及逆境胁迫响应中的重要作用,为其在葡萄分子育种和抗逆新品种选育中的应用提供参考依据.[方法]利用miRNA、Phytozome、NCBI等数据库及ClustalX 2.1、MEGA 6.0、RNAfold WebServer、psRNATarget等在线软件对vvi-miR169基因家族的序列分布、定位特征、二级结构、发育进化树和靶基因调控功能进行生物信息学分析.[结果]在miRBase中搜索到25条vvi-miR169基因同源序列,分别分布在6条染色体上,其中以位于Chr11上的序列最多,共有17条,位于Chr01、Chr04和Chr14上各有2条,而在Chr08和Chr17上各有1条.vvi-miR169基因家族成熟序列的碱基保守性很高,其前体序列均可形成稳定的二级茎环结构,且位于同一条染色体上的miR169基因序列显示出相对更近的亲缘关系.vvi-miR169基因家族共预测到21个靶基因,绝大部分miRNA都有多个靶基因,且不同miRNA具有相同的靶基因,其中有22个miRNA靶基因均含有GSVIVT01015120001(NF-YA转录因子).[结论]vvi-miR169基因家族序列保守性较高,家族特征明显,且具有相似的调控功能;NF-YA转录因子是vvi-miR169基因家族最主要的靶基因,也是葡萄生长发育过程中抗逆境胁迫的主要调控元件.