miRNA调控畜禽剩余采食量的研究进展

剩余采食量（residual feed intake, RFI）是评价畜禽饲料利用率的重要指标。microRNA（miRNA）是一类通过转录后抑制基因表达的内源性非编码单链RNAs，长度约为22 nt，是基因表达的重要调控因子。miRNA与动物机体的采食及能量代谢密切相关，参与调控牛、猪、鸡等动物的RFI。针对近年来畜禽RFI的研究现状，特别是miRNA调控畜禽剩余采食量的研究进展进行总结，有助于揭示畜禽RFI性状的分子调控机理，为畜禽饲料利用率的改良与高效生产提供新思路，为优质畜禽的分子选育工作提供理论依据。     

miRNA命名及注释研究进展

miRNA是目前生物学研究的热点领域之一,随着越来越多的miRNA被发现,miRNA的命名及注释鉴定标准经历了一系列变化。对miRNA的命名及注释鉴定标准进行了总结,以期为后续的miRNA命名及注释鉴定提供借鉴。     

胚胎移植前供体牛与受体牛血浆外泌体miRNA差异表达分析

【目的】 探索胚胎移植前供体牛与受体牛血浆外泌体miRNA的表达差异, 以明确血浆外泌体miRNA在牛早期妊娠中的作用及其调控机制。【方法】 以3~6岁、体重480~600 kg的夏南牛作为研究对象, 选取10头供体牛进行同期发情、超数排卵和人工授精, 23头受体牛只做同期发情处理。在人工授精后第7天, 冲洗供体牛子宫以获取囊胚, 选取3头囊胚数相近的供体牛及3头与供体牛体重和年龄均相近的受体牛, 颈静脉采血, 进行血浆外泌体的分离与鉴定; 然后提取血浆外泌体miRNA, 并检测其表达量; 采用R语言中的DESeq差异算法计算P值, 并筛选出P<0.05的miRNA, 对差异表达的miRNA进行靶基因预测、GO功能富集分析和KEGG信号通路分析。【结果】 6个样本的囊泡粒径均在135 nm左右, 符合外泌体的特征。与供体牛相比, 受体牛中有9个miRNAs表达显著上调(P<0.05), 13个miRNAs显著下调(P<0.05);22个差异表达的miRNAs中, 有15个miRNAs预测出无重复的靶基因2 990个。GO功能富集分析和KEGG信号通路分析的结果表明, 这些靶基因主要富集在与生物黏附(biological adhesion)、定位(localization)、细胞连接(cell junction)功能有关的通路上, 显著富集的信号通路与黏着斑(focal adhesion)、黏着连接(adherens junction)有关, 提示血浆外泌体miRNA可能参与调控胚胎着床。【结论】 研究结果可为筛选和探究影响胚胎着床的血浆外泌体miRNA提供参考, 并为进一步阐明血浆外泌体miRNA在母牛早期妊娠调控中的作用提供依据。     

miR-145a-3p通过靶向ATG14调控布鲁氏菌诱导的RAW264.7自噬

【目的】 探究miR-145a-3p对布鲁氏菌诱导的巨噬细胞（RAW264.7）自噬及其对布鲁氏菌胞内生存的影响。【方法】 首先合成自噬相关miRNA miR-145a-3p的模拟物（miR-145a-3p mimics）和抑制剂（miR-145a-3p inhibitor）及对照模拟物（NC mimics）,转染至GFP-RFP-RAW264.7细胞中,然后用布鲁氏菌侵染该细胞24 h,通过激光共聚焦显微镜观察miR-145a-3p对自噬的影响;运用TargetScan、miRBase等生物信息学软件预测miR-145a-3p的靶蛋白;通过构建PmirGLO-ATG14-3'UTR和PmirGLO-ATG14-3'UTR-mutation重组质粒,用SacⅠ和KpnⅠ进行双酶切鉴定,并利用双荧光素酶报告系统验证miR-145a-3p与自噬相关基因（autophagy-related gene 14,ATG14）的靶向关系;将RAW264.7细胞培养至60%汇合时,分别转染miR-145a-3p mimics、miR-145a-3p inhibitor和NC mimics,转染7 h后用布鲁氏菌侵染,添加PBS作为未感染对照,培养24 h收集细胞,利用实时荧光定量PCR、Western blotting检测miR-145a-3p对ATG14 mRNA和蛋白表达的调控作用;最后通过布鲁氏菌侵染已转染miR-145a-3p的巨噬细胞,进行菌落计数,验证miR-145a-3p对布鲁氏菌胞内生存的影响。【结果】 miR-145a-3p mimics促进布鲁氏菌诱导的细胞自噬,miR-145a-3p inhibitor抑制布鲁氏菌诱导的细胞自噬;软件预测结果表明,miR-145a-3p靶基因为自噬相关蛋白ATG14-3'UTR;双酶切结果显示,重组质粒PmirGLO-ATG14-3'UTR和PmirGLO-ATG14-3'UTR-mutation构建成功;双荧光素酶报告基因系统验证miR-145a-3p mimics与ATG14-3'UTR互相作用时,与NC mimics组相比,miR-145a-3p mimics组荧光值极显著降低（P<0.01）。与NC mimics组相比,未感染布鲁氏菌时,miR-145a-3p mimics组ATG14 mRNA水平极显著降低（P<0.01）、ATG14蛋白的表达水平显著降低（P<0.05）,miR-145a-3p inhibitor组ATG14 mRNA水平极显著上调（P<0.01）;布鲁氏菌感染后,miR-145a-3p mimics+Bru组ATG14 mRNA水平极显著提高（P<0.01）,且miR-145a-3p mimics+Bru组ATG14 mRNA的水平显著高于NC mimics+Bru组（P<0.05）。miR-145a-3p mimics促进ATG14蛋白的表达水平。miR-145a-3p的过表达导致布鲁氏菌的胞内生存数量显著降低（P<0.05）。【结论】 miR-145a-3p在布鲁氏菌感染细胞后高表达,miR-145a-3p通过靶向ATG14促进自噬,抑制布鲁氏菌复制。     

The choice of target site is crucial in artificial miRNA-mediated virus resistance in transgenic Nicotiana tabacum

MicroRNAs (miRNAs) are negative regulators of gene expression via mRNA degradation or translational repression. The potential of artificial miRNAs (amiRNAs) as antiviral agents has been used in plant biotechnology. In this study, we designed eight amiRNAs derived from Potato Virus Y (PVY) Coat Protein RNA sequences and generated transgenic tobacco plants to express these amiRNAs to confer virus resistance against PVY. Together with transient assays, the hairpin amiRcp precursors that mimic natural miRNA precursor molecules proved to be effective in expressing amiRcps and silencing the target gene. Virus resistance assay revealed that not all amiRcps targeting viral CP sequence are equally effective in preventing PVY infection. Plants with amiRcp-8 targeting the 3′ end (nt735–nt754) region exhibited high virus resistance up to 64.69%. The amiRcp-6 harboring RNA sequence (nt567–nt586) induced the lowest percentages with only 17.05%. Besides, northern blots showed that there was a correlation between the resistance level and the accumulation of amiRNA expression. Furthermore, we used bioinformatics approach to predict the mRNA structure and found that targeting sequences of loose structure benefit to improve the virus resistance level. Our results indicate that the selection of appropriate target sequence is crucial for transgenic plant against virus and provide useful guideline for the design of pathogen-derived amiRNAs.     

番茄果实高质量总RNA的提取富集及RT-PCR检测

以番茄果实为材料,比较了3种在果实中提取RNA的方法,针对番茄果实多糖的特点,利用无水乙醇和异丙醇联合沉淀的方法除去多糖,改良了Trizol法.为了检验含量比较低的miRNA,利用Licl沉淀的方法进行富集.结果表明:改良Trizol法能够有效地去除多糖,提取到的RNA 28S rRNA亮度约为18S rRNA的2倍,A260与A280比值为1.84,A260与A230比值为1.92,RNA产率为350.4 μg/g,说明利用改良Trizol法从番茄果实中提取的RNA质量好、完整性好.由此法所得的RNA可直接用于cDNA文库构建等分子生物学实验.     

miRNA调节卵泡颗粒细胞凋亡及其机制的研究进展

微小核糖核酸(microRNA,miRNA)是一类内源性非编码RNA,具有广泛的基因表达调控作用,可以在转录后水平通过影响靶基因来调控相应蛋白质的表达,进而调节细胞的生命活动。miRNA在哺乳动物卵泡颗粒细胞中表达,并调控颗粒细胞的凋亡。颗粒细胞作为卵巢卵泡中数量最多的细胞群,在卵泡发育过程中起着至关重要的作用,不仅为卵母细胞提供营养物质,还调控其发育和成熟。颗粒细胞凋亡是导致卵泡闭锁的重要原因,影响卵泡的数量和质量从而影响雌性动物的繁殖性能。颗粒细胞凋亡过程受多种因素的调控。文章简述了miRNA对卵巢颗粒细胞凋亡的调控作用及其机制,其中包括miRNA通过调控激素分泌和细胞凋亡相关因子的表达进而调节颗粒细胞的凋亡,miRNA对颗粒细胞凋亡相关信号通路的影响,miRNA调控颗粒细胞凋亡导致的卵巢相关疾病,并总结了对颗粒细胞凋亡有调控作用的miRNA,以及miRNA在疾病诊断和治疗中的潜在作用,以期为后续相关卵巢疾病的发病机制和治疗方案研究,以及提高雌性哺乳动物生殖性能提供指导和参考。     

调控香猪繁殖候选miRNA筛选

研究旨在从香猪卵巢small RNA测序数据中挖掘调控香猪繁殖的microRNA （miRNA）,解析miRNA调控香猪卵巢功能及繁殖性状的分子机制,对于猪的遗传选育具有重要意义。研究选取发情期和间情期的香猪各4头,屠宰后取其卵巢组织,提取总RNA进行small RNA测序,利用生物信息学方法检测miRNA表达谱,筛选差异表达的miRNA,预测差异表达miRNA靶基因,并对靶基因进行GO功能富集和KEGG通路富集分析。结果显示,香猪卵巢组织中miRNA在染色体上呈不均匀分布,主要分布于1号染色体和X染色体上。香猪卵巢中共有627个已知猪miRNAs表达,其中有34个差异表达miRNAs,表达量前五的分别是miR-23、let-7i-5p、miR-103、miR-30e-5p和miR-1271-5p。GO功能分析结果显示,靶基因主要参与的生物学过程是细胞过程（cellular process）,主要分布于细胞（cell）,主要分子功能是结合（binding）;KEGG显著富集通路中,促性腺激素释放激素受体通路（gonadotropin-releasing hormone receptor pathway）、胰岛素样生长因子通路（IGF pathway）和表皮生长因子受体信号通路（EGF receptor signaling pathway）与卵母细胞的发育成熟相关,因此推测miR-23b、let-7i-5p、miR-103、miR-30e-5p和miR-1271-5p可能参与了香猪繁殖调控。本研究初步筛选出5个可能调控香猪繁殖性能的miRNAs,可为从分子水平提高香猪产仔数提供理论基础。     

沐川乌骨黑鸡肌内脂肪沉积相关microRNAs的筛查与鉴定

试验旨在挖掘高肌内脂肪（IMF）含量和低IMF含量鸡胸肌中差异表达的microRNA（miRNA）（DEM）,以期从miRNA角度探究鸡IMF沉积的分子调控机制。以120只沐川乌骨黑鸡为研究对象,采用高通量测序分别完成3个IMF含量极高（H组）和极低（L组）鸡胸肌组织的miRNA测序,测序结果经生物信息学分析,鉴定H和L组中差异表达的miRNAs,随机选择6个miRNAs进行实时荧光定量PCR验证。IMF含量测定结果表明,每只鸡平均100 g胸肌中IMF含量为4.08 g,H和L组IMF含量存在极显著差异（P<0.01）;6个测序文库结果表明,每个测序文库获得Clean reads均超过10 000 000条,Clean reads占Raw reads的百分比>93%,21~23 nt的small RNA（sRNA）数量占总sRNA的百分比>50%,其中22 nt长度的sRNA所占比例最高,平均GC碱基含量为48.95%,获得的测序数据可靠;6个测序文库中sRNA注释为rRNA、tRNA、snRNA、snoRNA以及重复序列的比例较低,分别为2.74%、1.85%、6.21%、1.58%、2.82%和2.81%;6个测序文库共鉴定已知miRNAs成熟体578个,miRNAs前体500个,鉴定差异表达的miRNAs 23个,其中H组中上调表达的miRNAs有16个,下调表达的miRNAs有7个;miRNA靶基因预测分析结果表明,23个差异表达miRNAs共预测靶基因628个;GO分析结果表明,共鉴定了30个显著富集GO条目,包括6个细胞成分、13个生物学过程和11个分子功能;KEGG富集分析表明,差异表达miRNA的靶基因显著富集于胰岛素信号通路、半乳糖代谢、脂肪细胞因子信号通路、鞘糖脂生物合成、糖酵解及淀粉和蔗糖代谢;实时荧光定量PCR结果表明,gga-miR-124a-3p、gga-let-7a-5p在H组中表达量极显著或显著高于L组（P<0.01;P<0.05）;gga-miR-19a-3p在H组中表达量极显著低于L组（P<0.01）,gga-miR-6553-3p和gga-miR-128-3p在H组中的表达量显著低于L组（P<0.05）,其表达趋势与测序结果一致。以上结果表明,差异表达的miRNA gga-miR-124a-3p、gga-let-7a-5p、gga-miR-6553-3p、gga-miR-128-3p和gga-miR-19a-3p参与脂肪生成,是鸡IMF含量调控重要的候选miRNAs,为阐释miRNA调控鸡IMF沉积分子机制提供理论基础。     

猪CA5B基因的序列特征和表达分析

旨在通过分析猪CA5B （线粒体碳酸酐酶VB,carbonic anhydrase 5b, mitochondria;CA5B/CAVB/Car5b）基因的序列特征和时空表达,解析CA5B对猪组织器官发育和代谢的影响。本研究采集6头240日龄贵州猪（公、母各3头）的心、肝、脾、肺、肾、皮下脂肪、背最长肌、睾丸、卵巢,采集通城猪和长白猪27个生长发育时间点（出生前33、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105 d和出生后0、9、20、30、40、60、80、100、120、140、160、180 d）（每个品种3头）的骨骼肌,提取上述组织器官RNA进行转录组测序,分析CA5B基因的组织表达谱以及骨骼肌27个生长发育时间点的时序表达;基于NCBI数据库中CA5B蛋白序列,进行物种间的保守性分析,构建系统进化树,分析蛋白互作网络;通过Targetscan、PicTar和miRanda等软件预测与CA5B结合的潜在miRNAs,并在猪RNA编辑数据库中分析CA5B基因潜在的RNA编辑位点。结果发现,CA5B基因在猪、人、小鼠、猴、牛、马、山羊、绵羊、狗和猫中高度保守,相对于小鼠而言,猪CA5B蛋白优先与人聚为一类。CA5B蛋白与线粒体跨膜运输蛋白、类肌球蛋白卷曲螺旋蛋白、细胞色素家族等互作;CA5B在猪的脂肪、睾丸以及卵巢中高表达,在骨骼肌生长发育过程中胚胎期的表达高于出生后阶段;靶标预测结果表明,CA5B可能受ssc-miR-22-5p调控（P<0.05）;此外,CA5B还存在3个RNA编辑位点。结果提示,CA5B可能在猪骨骼肌生长发育和能量储存利用中起重要作用。