猪miR-22前体上游序列突变的PK15细胞系构建

猪miR-22前体上游序列片段突变可能对miR-22的表达起到重要调控作用,为进一步探究其功能,基于CRISPR/Cas9基因编辑技术,通过针对猪miR-22前体上游序列片段设计2个靶标sgRNAs(short guide RNAs),构建重组表达载体pX459-sgRNA1和pX459-sgRNA2;随后将重组质粒转染猪肾上皮细胞系(PK15),经嘌呤霉素初步筛选后,提取基因组DNA,通过PCR及测序鉴定编辑效果;最后,通过实时荧光定量 PCR(qRT-PCR)检测编辑前后miR-22相对表达量的变化。结果显示,81个阳性克隆中,共产生6种突变类型,突变率达60.49%;qRT-PCR检测显示,编辑后miR-22的表达量显著下调约50%。本研究成功获得了miR-22前体上游序列突变的猪PK15细胞模型,为今后猪miR-22的功能研究提供了新的可应用研究对象。     

微小RNA介导意大利蜜蜂工蜂对东方蜜蜂微孢子虫的跨界调控

【目的】东方蜜蜂微孢子虫（Nosema ceranae）感染意大利蜜蜂（Apis mellifera ligustica,简称意蜂）导致蜜蜂微孢子虫病。本研究结合前期已获得的miRNA和mRNA组学数据,通过生物信息学方法对意蜂工蜂中肠的差异表达miRNA（differentially expressed miRNA,DEmiRNA）靶向结合的东方蜜蜂微孢子虫的mRNA和差异表达mRNA（DEmRNA）进行预测、数据库注释和调控网络分析,以期在组学水平解析miRNA介导意蜂工蜂对东方蜜蜂微孢子虫的跨界调控机制。【方法】通过比较东方蜜蜂微孢子虫侵染7 d和10 d的意蜂工蜂中肠（AmT1、AmT2）和未受侵染的工蜂中肠（AmCK1、AmCK2）的miRNA组学数据筛选出宿主的显著性DEmiRNA,通过比较侵染意蜂工蜂中肠的东方蜜蜂微孢子虫（NcT1、NcT2）和东方蜜蜂微孢子虫纯净孢子（NcCK）的mRNA数据筛选出病原的DEmRNA。利用TargetFinder软件预测宿主显著性DEmiRNA靶向结合的病原mRNA和DEmRNA。利用相关生物信息学工具对上述靶DEmRNA进行GO和KEGG数据库注释。结合前期研究结果筛选出孢壁蛋白、极管蛋白、蓖麻毒素B凝集素、ABC转运蛋白、ATP/ADP移位酶和糖酵解/糖异生途径等毒力因子和能量代谢通路相关的病原DEmRNA及与其存在靶向结合关系的宿主显著性DEmiRNA,并构建和分析二者的调控网络。【结果】AmCK1 vs AmT1比较组中宿主的48条显著上调miRNA和36条显著下调miRNA分别靶向病原的1 345和1 046条mRNA;进一步分析发现,宿主的47条显著上调miRNA和34条显著下调miRNA可分别靶向NcCK vs NcT1比较组中病原的584条显著下调mRNA和265条显著上调mRNA,它们可分别注释到19和22个功能条目以及66和64条通路。AmCK2 vs AmT2比较组中宿主的56条显著上调miRNA和51条显著下调miRNA分别靶向病原的1 260和1 317条mRNA;进一步分析发现,宿主的52条显著上调miRNA和49条显著下调miRNA可分别靶向NcCK vs NcT2比较组中病原的587条显著下调mRNA和336条显著上调mRNA,它们可分别注释到20和23个功能条目以及64和65条通路。AmCK1 vs AmT1和AmCK2 vs AmT2比较组的8条共同显著上调miRNA和1条共同显著下调miRNA分别靶向NcCK vs NcT1和NcCK vs NcT2比较组中的144条共同显著下调和10条共同显著上调mRNA,可分别注释到18和13个功能条目以及38和7条通路。此外,AmCK1 vs AmT1和AmCK2 vs AmT2比较组中宿主的显著上调miRNA可靶向结合NcCK vs NcT1和NcCK vs NcT2比较组中与RNAi途径,孢壁蛋白和蓖麻毒素B凝集素等毒力因子,糖酵解/糖异生途径以及MAPK信号通路相关的病原下调表达mRNA。【结论】在东方蜜蜂微孢子虫的侵染过程中,意蜂工蜂中肠的DEmiRNA与病原的DEmRNA之间存在复杂的靶向结合关系以及潜在的跨界调控关系;宿主的DEmiRNA可能通过抑制或降解病原的RNAi途径、毒力因子、糖酵解/糖异生通路、ATP/ADP移位酶、ABC转运蛋白及MAPK信号通路相关靶DEmRNA影响病原的侵染和增殖。     

miR-192在尼罗罗非鱼应答碱度胁迫中的表达及靶基因

采用实时荧光定量、生物信息学、双荧光素酶报告和体内miRNA抑制的方法,探究miR-192在尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）应答碳酸盐碱度胁迫中的作用。结果如下：（1）实时荧光定量PCR实验表明,在急性碱度胁迫（6 g/L NaHCO₃）尼罗罗非鱼6 h后,鳃组织中miR-192的表达显著下调,溶质转运蛋白基因（solute carriers16A7,SLC16A7）表达显著上调（P<0.05）;（2）借助生物信息分析预测到SLC16A7可能是miR-192的靶基因;（3）利用双荧光素酶报告实验发现miR-192会与SLC16A7的3''UTR结合;（4）体内对miR-192抑制后,SLC16A7的表达显著上调（P<0.05）。证实了miR-192参与了尼罗罗非鱼应答碱度胁迫中的调控过程,SLC16A7是miR-192的直接靶基因,为探明miRNAs调控尼罗罗非鱼应答碱度胁迫的分子机制提供了一定的依据。     

寄生疫霉菌侵染拟南芥相关microRNA靶标调控网络分析

【目的】分析寄生疫霉菌侵染胁迫下拟南芥表达的microRNA,为探明microRNA对应靶标基因的调控网络及其可能的病理学和生物学功能奠定基础。【方法】以寄生疫霉菌(Phytophthora parasitica)和模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)为材料,鉴定在病菌侵染胁迫下拟南芥表达的microRNA,构建其靶标调控网络,并进行Gene Ontology和蛋白质结构域富集分析。【结果】在寄生疫霉菌侵染拟南芥的Solexa测序文库中鉴定39条拟南芥microRNA,筛选出了5个转录因子相关的调控网络;Gene Ontology富集结果表明,在生物学过程中,转录调控相关的基因显著富集;蛋白质结构域富集结果表明,靶基因中转录因子显著富集。【结论】拟南芥响应寄生疫霉菌microRNA靶标基因的功能主要集中在转录因子的调控功能上。     

花生荚果发育过程中的microRNA鉴定与表达分析

花生(Arachis hypogaea L.)是典型“地上开花、地下结果”的作物,为从转录后调控水平解析此独特的果实发育现象,本文应用small RNA测序技术研究荚果发育11个时期果壳及种子中的microRNA及其靶基因。通过测序分别获得212个已知的microRNA和112个新microRNA,其中,已知microRNA包括197个保守microRNA和15个花生特异microRNA,新microRNA来自62个新的microRNA前体序列。表达分析发现,67个microRNA及其靶基因在荚果发育的11个时期存在时空特异性表达,部分microRNA的表达量积累阶段性调节果壳与种子的发育,表明microRNA参与了花生荚果暗发育的整个过程。此外,对28个microRNA与30个靶基因进行荧光定量PCR验证发现,microRNA和靶基因的表达趋势与测序结果基本一致。本研究通过对花生荚果不同发育时期的果壳和种子进行small RNA测序,鉴定参与调控花生荚果膨大相关的microRNA,为研究黑暗条件下植物果实发育的调控机制与花生遗传改良奠定理论基础。     

miR-106-363基因簇在脊椎动物中的进化分析

microRNA（miRNA）是一类在真核生物体内广泛表达的非编码小分子RNA,在生物体生长、发育以及疾病发生等过程中都起着极其重要的作用。miR-106-363基因簇是一个高度保守的基因簇,编码miR-106、miR-18、miR-20、miR-19、miR-92和miR-363等6个miRNA。本文通过对miRBase数据库检索以及同源搜索的方法在16种脊椎动物中搜索到了miR-106-363基因簇。该miRNA基因簇在高等脊椎动物中高度保守,稳定存在。系统进化树分析表明,miR-106-363基因簇与miR-17-92基因簇有着共同的祖先,且在进化上miR-17-92基因簇有着更早的起源。     

A Comparative In Vitro Evaluation of the Anti-Inflammatory Effects of a Tisochrysis lutea Extract and Fucoxanthin

In this study, we compared the effects of a Tisochrysis lutea (T. lutea) F&M-M36 methanolic extract with those of fucoxanthin (FX) at equivalent concentration, on lipopolysaccharide (LPS)-stimulated RAW 264.7 macrophages. The T. lutea F&M-M36 methanolic extract contained 4.7 mg of FX and 6.22 mg of gallic acid equivalents of phenols per gram. HPLC analysis revealed the presence of simple phenolic acid derivatives. The T. lutea F&M-M36 extract exhibited a potent and concentration-dependent inhibitory activity against COX-2 dependent PGE2 production compared to FX alone. Compared to LPS, T. lutea F&M-M36 extract and FX reduced the expression of IL-6 and of Arg1 and enhanced that of IL-10 and of HO-1; T. lutea F&M-M36 extract also significantly abated the expression of NLRP3, enhanced mir-223 expression and reduced that of mir-146b, compared to LPS (p < 0.05). These findings indicate that T. lutea F&M-M36 methanolic extract has a peculiar anti-inflammatory activity against COX-2/PGE2 and NLRP3/mir-223 that might be attributable to the known anti-inflammatory effects of simple phenolic compounds found in the extract that may synergize with FX. Our data suggest that T. lutea F&M-M36 may serve as a source of anti-inflammatory compounds to be further evaluated in in vivo models of inflammation.     

Variation in the wheat AP2 homoeologs,the genes underlying lodicule development

The bread wheat genome harbors three homoeologs of the barley gene HvAP2, which determines the cleistogamous/non-cleistogamous flowering. The three homoeologs, TaAP2-A, TaAP2-B and TaAP2-D, are derived from the A, B and D genomes. The importance of lodicule swelling in assuring non-cleistogamous flowering in a range of wild and domesticated wheat accessions of varying ploidy level was established. Re-sequencing of wheat AP2 homoeologous genes was carried out to identify natural variation at both the nucleotide and polypeptide level. The sequences of wheat AP2 homoeologs are highly conserved even across different ploidy levels and no functional variants at the key miR172 targeting site were detected. These results indicate that engineering of cleistogamous wheat will require the presence of a functional TaAP2 modification at each of the three homoeologs.     

microRNA介导的IGF1基因沉默对鹿茸软骨细胞增殖的影响

【目的】构建靶向梅花鹿胰岛素样生长因子1基因(IGF1)的microRNA真核表达载体,研究microRNA介导的IGF1基因沉默对鹿茸软骨细胞增殖的影响。【方法】根据IGF1mRNA序列设计并合成4对premicroRNA前体片段,定向克隆于pcDNA6.2-GW/EmGFP-miR真核表达载体中,构建重组质粒pcDNA6.2-Gw/EmGFP-IGF1-miR-1、pcDNA6.2-Gw/EmGFP-IGF1-miR-2、pcDNA6.2-Gw/EmGFP-IGF1-miR-3和pcDNA6.2-Gw/EmGFP-IGF1-miR-4;测序分析插入序列的完整性,将重组质粒转染鹿茸软骨细胞,利用相对荧光定量PCR技术检测IGF1mRNA的表达量;在此基础上选择表达量最低的pcDNA6.2-Gw/EmGFP-IGF1-miR重组质粒转染鹿茸软骨细胞,Western blotting分析IGF1蛋白的表达水平,MTT法和流式细胞仪检测重组质粒对鹿茸软骨细胞体外增殖和细胞周期的影响。【结果】测序结果显示,构建的4组重组质粒插入片段的碱基序列完全正确。转染pcDNA6.2-Gw/EmGFP-IGF1-miR重组质粒后,鹿茸软骨细胞中IGF1mRNA的表达水平均有所下降,其中转染重组质粒pcDNA6.2-Gw/EmGFP-IGF1-miR-2组的表达水平最低,因而筛选重组质粒pcDNA6.2-Gw/EmGFP-IGF1-miR-2为最佳干扰质粒。与对照组相比,IGF1蛋白的表达水平降低;重组质粒pcDNA6.2-Gw/EmGFP-IGF1-miR-2转染组鹿茸软骨细胞的增殖受到抑制,细胞周期S期细胞百分比减少,表明鹿茸软骨细胞停滞在G0/G1期。【结论】梅花鹿IGF1的表达水平受miRNA的调控,表明在鹿茸快速生长过程中,miRNA具有重要的调控作用。     

microRNA靶基因检测技术研究进展

microRNA是真核生物基因表达调控的重要因子,对其靶基因的验证是研究microRNA功能必不可少的环节。验证microRNA与其靶基因的相互作用,可以根据能否进行靶基因切割、能否造成目标靶基因RNA表达量或蛋白表达量降低以及能否形成RISC-mRNA复合体等特征进行检测。基于此,从以上三方面对验证microRNA靶基因的技术进行了综述。