circRNA作用机制及其对动物肌肉发育的影响

circRNA是一种不具有5′端帽子结构和3′端多聚(A)尾巴结构但能稳定存在于真核细胞内的非编码RNA(ncRNA),是经过反向剪接构成的闭合环状分子,为近年来的研究热点。越来越多的研究已证明,circRNA对生物体的各种生命活动发挥着极其重要的调控作用。根据组成不同,circRNA可分为外显子环状、内含子环状及内含子外显子共同组成的环状。同时circRNA功能的发挥依赖于其细胞定位,位于细胞核的circRNA主要在基因转录水平与RNA聚合酶Ⅱ结合调控寄主基因的转录活性;而位于细胞液中的circRNA主要发挥竞争性内源RNA的作用,通过竞争性抑制miRNA与靶基因mRNA 3′UTR的结合,发挥其对miRNA和靶基因的调控作用;circRNA还可翻译成蛋白质或多肽。目前,circRNA在畜禽肌肉生长发育方面的相关研究还处于起步阶段,主要是关于circRNA作为竞争性内源RNA发挥重要调控功能。文章就circRNA的发现、分类、生成机制、作用方式及对动物肌细胞增殖和分化的前沿研究作一简要阐述,并提出circRNA对畜禽肌肉功能研究的展望,以期为今后circRNA相关功能的研究提供参考。     

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。     

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。     

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。     

环状RNA在畜禽中的研究进展

环状RNA(circular RNA,circRNA)是一类通过共价键连接而成的非编码闭合环状RNA(non-coding RNA,ncRNAs),主要由外显子或内含子构成,在真核生物体内广泛表达且大多定位于细胞质,具有稳定性高、特异性表达和序列保守性强等特征。circRNA可通过调节基因转录、充当miRNA的海绵体等方式发挥其生物学功能,广泛参与畜禽生长发育、繁殖及疾病发生等生理过程。该文主要从circRNA的发现、形成、特征、功能及在畜禽方面的研究进展进行综述,以期为circRNA在畜禽领域的研究提供参考,为进一步开发畜禽分子遗传标记、品种选育及疾病防控等提供新的思路及方法。     

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.     

环状RNA及其在猪上的研究进展

环状RNA (circular RNA,circRNA)是由前体mRNA经过反向剪接形式形成的共价闭合的环形RNA分子。circRNA可以作为miRNA "海绵"调控靶基因的表达,也可作为蛋白诱饵参与转录和翻译。circRNA在哺乳动物细胞中具有稳定性、富集性、内源性以及保守性,其表达具有组织和时空特异性,并具有多种生物学功能。本文综述了环状RNA的种类、分子特性、在线数据库及在猪上的最新研究进展,有助于开展circRNA对猪经济性状的调控作用及分子机制研究,为猪的遗传改良奠定基础。     

绒山羊毛囊发育中非编码RNA的研究进展

非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)是指从基因组上转录而来,不编码蛋白质,但在RNA水平上能行使一定生物学功能的RNA。非编码RNA的种类较多,种类的不同造成功能的差异。毛囊是绒山羊皮肤特殊的附属物,位于皮肤的真皮层,发生于绒山羊胚胎期。由于真皮细胞和上皮细胞间的信号分子传递,使其发育呈周期性变化,历经生长期、退行期和休止期。近年来,有关ncRNA在绒山羊毛囊发育中作用报道较多。文章就其中的微小RNA(miRNA)、长链非编码RNA(lncRNA)及环状RNA(circRNA)的生物发生及其在绒山羊毛囊发育中的作用机制进行了归纳、总结。miRNA是真核生物中存在的一种长18~25 nt的ncRNA分子,可通过与靶信使核糖核酸mRNA特异结合,抑制转录后基因表达。在绒山羊毛囊发育中,miRNA通过抑制相关基因及相关信号通路中关键分子的表达而调控毛囊的发育周期以及毛囊的再生能力。lncRNA是长度超过200 nt的ncRNA,经过剪接,具有polyA尾巴与启动子结构,在绒山羊毛囊发育中能促进毛囊细胞增殖与分化,通过调控基因的靶向表达与多种信号通路互作调节毛囊发育及绒毛生长的周期活动。circRNA是与传统的线性RNA不同的封闭环状RNA,含有许多miRNA结合位点,在绒山羊毛囊发育与绒毛生长中起miRNA分子海绵的作用,即通过miRNA的介导,调控靶基因的表达,促进毛囊干细胞向次级毛囊分化,进而解除与毛囊发育与绒毛生长相关的miRNA对其靶基因的抑制作用提高靶基因的表达水平。笔者通过对miRNA、lncRNA及circRNA的研究进行综述,以期为构建毛囊生长发育的分子调控网络及深入探讨绒山羊毛囊发育的调控机制提供借鉴,为今后更好地利用现代分子生物学技术改善绒毛品质提供理论依据。     

非编码RNA与骨骼肌发育研究进展

骨骼肌作为脊椎动物机体的重要组织,其胚胎期发育起始于生皮肌节的肌源性祖细胞增殖、分化成的成肌细胞,进一步发育形成肌管,最终形成肌纤维。整个发育过程受到复杂严密的调控,任何调控异常都可能影响骨骼肌正常的发育过程。近年来研究表明,除了生肌调控因子、肌细胞增强因子、配对盒因子外,非编码RNA包括微小RNA（microRNA,miRNA）、长链非编码RNA（long noncoding RNA,lncRNA）和环形RNA（circular RNA,circRNA）都可作为重要的调节因子广泛参与调控骨骼肌发育过程。其中miRNA主要作用于靶mRNA,通过诱发靶mRNA的去稳定性和/或抑制翻译,在转录后水平调控相关基因表达;lncRNA长度较长,具有高级结构,可以在转录前和转录后水平,通过多种作用方式调控相关基因表达;circRNA主要作为miRNA "海绵",竞争性结合miRNA,进而参与骨骼肌发育调控网络。作者将从骨骼肌发育、miRNA作用机制、miRNA与骨骼肌发育、lncRNA作用机制、lncRNA与骨骼肌发育、circRNA作用机制、circRNA与骨骼肌发育7个方面进行综述,以期为研究非编码RNA调控骨骼肌发育提供参考。     

microRNA的功能及家蚕microRNA的研究进展

microRNA(miRNA)是一类长度约22个碱基的内源性非编码小分子RNA,具有广泛的调节基因表达的功能,与生命体的发生、生长、发育和分化过程密切相关。miRNA除了对靶基因mRNA的翻译抑制、降解等起到负调控作用,还有去抑制和miRNA激活作用等正调控作用,以及竞争性内源RNA(ceRNA)调控机制。在家蚕中已经鉴定了许多新的miRNA,通过深度测序技术和利用基因芯片数据等分析了蚕体各个发育时期及不同组织中miRNA的表达特征,关于家蚕miRNA的功能及靶基因研究也成为热点。本文对miRNA的形成、生物学功能、靶基因预测等进行概述,并特别介绍家蚕miRNA的研究进展。     

lncRNA作为竞争性内源分子的作用机制及研究进展

竞争性内源RNA （competing endogenous RNA,ceRNA）假说提出具有相同短序列非编码微小（microRNA,miRNA）应答元件（microRNA response element,MRE）的转录物通过竞争的方式结合miRNA,从而影响转录物的表达水平。ceRNA假说颠覆了miRNA与靶基因单向调控的传统观念,在RNA调控网络中具有重要的生物学意义。在众多转录物中,长链非编码RNA （long non-coding RNA,lncRNA）是一类序列长度超过200个核苷酸的非编码RNA,对lncRNA的研究涉及到遗传、分子生物、基因调控、疾病（癌症、神经系统疾病等）等领域。miRNA与lncRNA形成了一个相互作用的调控网络,lncRNA可作为ceRNA抑制miRNA的功能,从而影响后续基因的表达。近年来,随着生物信息学技术的发展,科研人员发现ceRNA作用机制不仅涉及到人类癌症疾病,而且在各种复杂动物的肌细胞分化、脂肪细胞分化和颗粒细胞凋亡等生物过程中也发挥重要的调控作用。作者追溯了ceRNA调控机制,分析了ceRNA网络调控的影响因素,综述了ceRNA在不同动物中调控miRNA的研究进展,为进一步研究lncRNA与miRNA的调控网络提供参考,为畜牧业发展及复杂动物疾病治疗提供新的思路。     

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。     

CRISPR/Cas9技术在动物非编码RNA功能研究中的应用

CRISPR/Cas9系统是一种广泛存在于细菌和古菌中的免疫机制。近年来,已发展为一种快捷高效的基因编辑工具,用于研究编码或非编码RNA的功能。非编码RNA是一类不编码蛋白质的RNA,其可通过多种调控途径在动物的生长发育、疾病免疫等生理或病理过程中发挥重要的生物学功能。CRISPR/Cas9技术可以靶向核酸序列稳定敲除基因,得到敲除小鼠或细胞系,虽然其在非编码RNA功能研究中的使用干扰了邻近基因或宿主基因表达,但该技术的出现为非编码RNA功能机制的探索提供了不同的途径。本文通过简要概述CRISPR/Cas系统的发展和作用原理,并重点介绍CRISPR/Cas9技术在动物miRNA、lncRNA及circRNA功能研究中的应用,以期为相关研究提供参考。     

非编码RNA及其在畜禽中的应用研究进展

在真核生物基因组转录过程中,除了一些蛋白质编码RNA以外,还有一些不同类型的非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)也参与了复杂生命活动过程的调节。近年来,全转录组测序技术的出现和生物信息学的快速发展极大地促进了人们对ncRNA的研究,ncRNA在生物领域的多个方面具有重要作用,如在人类肿瘤、非肿瘤等方面的疾病治疗,在动物胚胎发育、肌肉生长、脂肪沉积、免疫应答及皮肤毛囊调控等领域都有了很大的进展。作者主要综述了全转录组测序技术、ncRNA分类、主要作用机制和ncRNA在畜禽中的应用,为探究ncRNA在动物中的调控机制提供理论依据。     

非编码RNA及其在畜禽中的应用研究进展

在真核生物基因组转录过程中，除了一些蛋白质编码RNA以外，还有一些不同类型的非编码RNA（non-coding RNA，ncRNA）也参与了复杂生命活动过程的调节。近年来，全转录组测序技术的出现和生物信息学的快速发展极大地促进了人们对ncRNA的研究，ncRNA在生物领域的多个方面具有重要作用，如在人类肿瘤、非肿瘤等方面的疾病治疗，在动物胚胎发育、肌肉生长、脂肪沉积、免疫应答及皮肤毛囊调控等领域都有了很大的进展。作者主要综述了全转录组测序技术、ncRNA分类、主要作用机制和ncRNA在畜禽中的应用，为探究ncRNA在动物中的调控机制提供理论依据。