反义寡核苷酸介导的miRNA沉默研究

miRNA是一类内源性的具有调控功能的非编码RNA,长度约为22个核苷酸,参与多种生理过程及多种疾病的发生、发展过程。miRNA沉默技术是研究miRNA生物学功能的重要工具,也为以miRNA为靶点的疾病诊断和治疗提供可能。多种化学修饰的反义寡核苷酸和相应的提呈系统被用于miRNA的研究。     

植物microRNA研究进展

MicroRNAs(miRNAs)是一类内源非编码小RNA(sRNAs)。在植物中,由初级转录本(pri-miRNA)通过Dicer-like酶(DCL)加工,形成的长度约21~24ntRNAs。miRNA组装的沉默复合体(RISC),对互补mRNA(靶基因)可进行剪切、调控植物生长发育和胁迫应答等过程。文章对miRNAs的生物合成、鉴定和验证、作用机理和功能及在技术应用等方面进行综述。     

盐胁迫条件下不同耐盐棉花miRNA差异表达研究

植物miRNAs在基因表达、生长发育和抵抗胁迫等方面有十分重要的作用。本试验以耐盐棉花品系山农91—11和盐敏感棉花品种鲁棉6号为试材,利用miRNA基因芯片杂交技术,分析盐胁迫条件下棉花幼苗miRNA的差异表达。结果表明：在盐胁迫条件下,共有27个miRNAs在山农91—11和鲁棉6号之间差异表达,其中山农91—11比鲁棉6号表达上调的miRNAs有11个,其中功能已知的10个分别属于miR156、miR164、miR167、miR397和miR399家族,表达下调的miRNAs有16个,其中功能已知的2个属于miR156、miR1l72家族。对这些miRNA家族作用的靶基因进行分析表明,这些miRNAs参与植物逆境条件下的信号传导,可能对棉花耐盐机制有重要作用。     

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。      

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。     

野生蕉不同颜色果皮miRNA表达谱及靶基因分析

本文以闽侯野生蕉（阿宽蕉,Musa itinerans）果皮为研究对象,对不同颜色（绿色和紫色）果皮进行转录组测序,旨在探讨miRNA在野生蕉不同颜色果皮转录后水平中发挥的作用及其可能参与的调控通路,为芭蕉属植物果皮颜色分子调控机制的研究奠定基础。取野生蕉同一果梳上不同颜色（紫色和绿色）的果皮为材料,利用高通量测序和生物信息学分析,获得野生蕉不同颜色果皮组织的miRNA表达谱,筛选不同颜色果皮差异表达的miRNA并预测相关靶基因,通过靶基因分析,获得与调控野生蕉果皮颜色可能相关的信号通路。结果从不同颜色野生蕉果皮中共获得34.11兆条原始读长,经过滤后得到28.73兆条clean reads,从中鉴定出132个已知的miRNA序列和122个新的miRNA;筛选出36个差异表达miRNA,其中10个在紫色果皮中上调表达,26个在绿色果皮中上调表达。表达量最高的miRNA为mit-miR167,而差异倍数最大的为mit-miR172a-3p-2。差异表达miRNA共预测出1164个靶基因可能参与野生蕉果皮颜色调控,并主要在DNA结合、离子跨膜运输活动等功能和植物病原互作等途径富集。其中,有7个基因直接与苯丙烷生物合成途径相关,主要受到miR156和miR482家族的调控。同时,选取6个差异表达miRNA进行定量验证,结果表明,3个miRNA在绿色果皮中上调表达,3个miRNA在紫色果皮中上调表达,定量结果与高通量测序的结果一致。本文通过高通量测序获得了野生蕉果皮miRNA表达谱,并通过生物信息学分析得到可能和调控野生蕉果皮颜色性状相关的miRNA和代谢通路。综上所述,野生蕉果皮颜色可能受到多种miRNA的调控,并涉及多个代谢通路,这有助于进一步了解果皮花青素转录后水平的调控过程,并对进一步的功能验证奠定基础。     

Cellular and extracellular vesicular origins of miRNAs within the bovine ovarian follicle

The ovarian follicle components must provide an ideal environment to ensure the success of reproductive processes, and communication between follicular cells is crucial to support proper oocyte growth. Recently, it has been demonstrated that the presence of extracellular vesicles (EVs) carrying microRNAs (miRNAs) in follicular fluid represents an important autocrine and paracrine communication mechanism inside the ovarian follicle. In this study, we tested the hypothesis that the miRNA content of EVs isolated from ovarian follicular (granulosa and cumulus–oocyte complexes) cell‐conditioned culture media is dependent upon cell type. We initially screened bovine granulosa cells (GCs) and cumulus–oocyte complexes (COCs), as well as their derived EVs for 348 miRNAs using real‐time PCR, and detected 326 miRNAs in GCs and COCs cells and 62 miRNAs in GCs and COCs EVs. A bioinformatics analysis of the identified cell‐specific and differentially expressed miRNAs predicted that they likely modulate important cellular processes, including signalling pathways such as the PI3K‐Akt, MAPK and Wnt pathways. By investigating the origins of miRNAs within the follicular fluid, the results of this study provide novel insights into follicular miRNA content and intercellular communication that may be of invaluable use in the context of reproductive technologies, diagnostic of ovarian‐related diseases and/or the identification of biomarkers for oocyte and embryo quality.     

水牛泌乳期与非泌乳期乳腺组织差异miRNAs的表达模式鉴定及分析

为了探求水牛泌乳和非泌乳期关键调控差异表达miRNAs及其表达模式,试验结合Solexa高通量测序和生物信息学分析结果筛选出18个水牛乳腺组织在泌乳期和非泌乳期差异表达的miRNAs,设计、筛选可行的miRNAs反转录及实时荧光定量PCR引物,进行实时荧光定量PCR验证差异表达miRNAs的表达模式。结果发现,miRNA的差异表达模式与测序结果基本一致。泌乳期miRNA-103、miRNA-125a、miRNA-30a-5p和miRNA-148a的表达量均显著高于非泌乳期（P<0.05）;miRNA-29a在非泌乳期表达量显著高于泌乳期（P<0.05）;miRNA-141、miRNA-125b和miRNA-497在泌乳期表达量均高于非泌乳期,但差异不显著（P>0.05）;低丰度的miRNA-490和miRNA-592在泌乳期表达量均显著高于非泌乳期（P<0.05）。Novel-123b在泌乳期和非泌乳期差异不显著（P>0.05）,Novel-57在泌乳期比非泌乳期高29.79倍（P<0.01）。本试验结果为后续水牛乳腺研究提供了16个miRNA的可用特异性反转录引物和实时荧光定量PCR引物,miRNA-103、miRNA-125a、miRNA-30a-5p、miRNA-148a、miRNA-29a和Novel-57 6个水牛差异表达miRNAs值得进一步研究。     

Differential expression of microRNAs in bovine papillomavirus type 1 transformed equine cells

Bovine papillomavirus (BPV) types 1 and 2 play an important role in the pathogenesis of equine sarcoids (ES), the most common cutaneous tumour affecting horses. MicroRNAs (miRNAs), small non‐coding RNAs that regulate essential biological and cellular processes, have been found dysregulated in a wide range of tumours. The aim of this study was to identify miRNAs associated with ES. Differential expression of miRNAs was assessed in control equine fibroblasts (EqPalFs) and EqPalFs transformed with the BPV‐1 genome (S6‐2 cells). Using a commercially available miRNA microarray, 492 mature miRNAs were interrogated. In total, 206 mature miRNAs were differentially expressed in EqPalFs compared with S6‐2 cells. Aberrant expression of these miRNAs in S6‐2 cells can be attributed to the presence of BPV‐1 genomes. Furthermore, we confirm the presence of 124 miRNAs previously computationally predicted in the horse. Our data supports the involvement of miRNAs in the pathogenesis of ES.