基于转录组测序的半滑舌鳎长链非编码RNA的初步鉴定与分析

以抗病家系与易感家系半滑舌鳎为材料,进行哈维弧菌感染实验,并对易感家系感染前(CsSU)、易感家系感染后(CsSC)、抗病家系感染前(CsRU)、抗病家系感染后(CsRC)4组进行转录组测序,根据RNA-seq数据挖掘半滑舌鳎长链非编码RNA信息;通过生物信息学分析,筛选出与抗哈维弧菌病相关的差异长链非编码RNA(long non-coding RNA, lncRNA)。结果显示,共识别出4 584个lncRNA座位,包含5 714个转录本;其基本特征与编码基因的比较分析,lncRNA的GC含量低于编码基因,单外显子基因数多于编码基因,转录本的平均长度长于编码基因,基因表达量低于编码基因。对4组样品进行两两比较(CsRU vs CsSU、CsRC vs CsSC、CsRC vs CsRU、CsSC vs CsSU)分别筛选出818、813、261、140个差异表达lncRNA,其中CsRU与CsSU之间、CsRC与CsSC之间lncRNA数目差异最多,通过聚类分析确定了各实验组的表达模式之间的联系,CsRU与CsSU之间的表达模式最为相近。通过共表达分析,预测出lncRNA和274个编码基因可能存在14 539种相互关系,并进行了功能注释,进而筛选出7个关键lncRNA。qRT-PCR结果显示,差异表达lncRNAs的表达模式和转录组数据得到的基本一致。研究结果为揭示lncRNA在半滑舌鳎抗哈维弧菌免疫调控反应中的作用提供重要的参考数据。     

不同温度下TMV侵染枯斑三生烟的LncRNA差异表达

【目的】 筛选不同温度下烟草花叶病毒（Tobacco mosaic virus,TMV）侵染后枯斑三生烟（Nicotiana tabacum var. Samsun NN）差异表达的长链非编码RNA（long non-coding RNA,lncRNA）,研究lncRNA在枯斑三生烟抗性反应中的作用。【方法】 N基因的温度敏感性使枯斑三生烟在25℃时具备对TMV的抗性、在31℃抗性丧失,在这两个温度条件下对枯斑三生烟接种TMV和磷酸盐缓冲盐水（phosphate buffered saline,PBS）,48 h后提取系统叶总RNA,构建链特异性文库后进行深度测序。对测序结果进行过滤后利用HTSeq将有效数据与近缘品种TN90（N. tabacum var. TN90）基因组比对,筛选得到lncRNA后利用FPKM法估计lncRNA的表达水平。通过edgeR筛选差异表达lncRNA（differentially expressed lncRNA,DElncRNA）,并利用qRT-PCR技术对这一结果进行验证。通过共定位及共表达分析预测DElncRNA的靶基因,通过参考基因组注释、GO和KEGG富集分析研究靶基因的功能。【结果】 4个处理共12个样本经lncRNA-seq各测得约8 000万条clean reads,共获得4 737条已知lncRNA、40 169条新lncRNA。其中64个lncRNA在不同温度条件下TMV侵染后存在差异表达,qRT-PCR测定结果显示这些lncRNA的测序正确率在80%左右,表明本研究所得测序数据具备较高的可信度。对DElncRNA进行靶基因预测,发现一些基因同时被25℃下调和31℃上调的DElncRNA靶向。靶基因注释功能丰富,主要参与植物抗病、激素和代谢等生理过程。部分可能与激素通路相关的lncRNA,在25℃下TMV侵染时呈现下调趋势,而在31℃下TMV侵染则呈现上调趋势。GO富集分析显示靶基因主要参与构成膜、囊泡等组分,具备钙、钾离子通道抑制剂活性等分子功能,使相应离子得以转运引发随后的反应,同时也参与发病、抗原加工和呈现、细胞分裂素代谢等生理过程。KEGG分析发现靶基因显著富集在植物激素信号转导通路,25℃下调和31℃上调的DElncRNA靶基因同时富集在激素信号传导、ABC运输蛋白、苯丙烷类生物合成等通路。【结论】 不同温度（25℃和31℃）条件下TMV侵染枯斑三生烟后,长链非编码RNA差异表达,DElncRNA通过作用于激素信号传导、物质转运等过程参与寄主系统获得性抗性反应。研究结果可为揭示植物系统获得性抗性中lncRNA的调控功能以及新型抗病毒技术开发提供依据。     

猪lncRNA TCONS_00791383对骨骼肌卫星细胞增殖分化的影响

为了探究lncRNA TCONS_00791383对猪骨骼肌卫星细胞增殖和分化的影响。本研究利用qRT-PCR技术检测出生7 d内大白仔猪6种组织（心、脾、肺、肾、背肌和腿肌）以及猪骨骼肌卫星细胞增殖分化前后TCONS_00791383的表达水平；通过设计反义核苷酸（antisense oligonucleotides，ASO）片段在猪骨骼肌卫星细胞中对TCONS_00791383进行敲低，检测敲低TCONS_00791383之后增殖分化标志基因的表达量变化；通过trans （co-expression）对TCONS_00791383进行靶基因预测，使用DAVID对其进行GO富集和KEGG通路分析。结果显示，TCONS_00791383在猪心脏中表达量最高，在脾和肾组织中不表达。在骨骼肌卫星细胞从增殖到分化的过程中，TCONS_00791383的表达量逐渐上升，且在分化后30 h表达量达到最高。在使用ASO片段敲低TCONS_00791383之后，与对照组相比，在分化24 h，增殖标志基因Pax3、Pax7表达量显著或极显著降低（P<0.05，P<0.01），分化标志基因MyoG表达量极显著降低（P<0.01），在分化48 h，增殖标志基因Pax3表达量极显著降低（P<0.01），Pax7表达量显著降低（P<0.05），分化标志基因MyHC表达量显著降低（P<0.05）。预测得到的相关靶基因富集到AMPK、ATP等多个与骨骼肌卫星细胞增殖和分化过程相关的重要信号通路。本研究表明，lncRNA TCONS_00791383可能促进猪骨骼肌卫星细胞的增殖和分化。     

Two new IncRNAs regulate the key immune factor NOD1 and TRAF5 in chicken lymphocyte

Reticuloendotheliosis virus (REV) causes the atrophy of immune organs and immuno-suppression in chickens, but the underlying molecular mechanism of the immune response after infection by REV is not well understood. Presently, the RNA-seq was used to analyze the regulation of immune response to REV in chicken lymphocytes from peripheral blood. Overall, 134 differentially expressed long non-coding RNAs (lncRNAs) between cells with REV infection or without in vitro were screened. Based on the differentially expressed protein-coding genes, the nucleotide-binding oligomerization domain (NOD)-like receptor pathway related to immune regulation was enriched. Two lncRNAs (L11530 and L09863) were predicted to target the NOD1 and tumor necrosis factor receptor-associated factor 5 (TRAF5) gene, respectively, which are involved in the NOD-like receptor pathway with cis-regulation way. The in vitro results revealed the significantly up-regulated (P<0.01) levels of lncRNA-L11530 and its target gene, NOD1, and the significantly down-regulated (P<0.05) levels of lncRNA-L09863 and its target gene, TRAF5, in lymphocytes after REV infection. These changes also occurred in vivo in blood lymphocytes of chickens infected with REV. Further, L09863 and L11530 were respectively interfered, the expression levels of their target genes NOD1 or TRAF5 were significantly down-regulated, accompanied by the change of IL-8 and IL-18 secretions in lymphocytes. The NOD-like receptor pathway appears to be important in the immune response to REV, LncRNA-11530 and IncRNA-09863 might involve in the immune regulation on REV infection by targeting NOD1 or TRAF5 in blood lymphocytes of chickens. Our findings reveal a new regulation of lncRNAs (L11530 and L09863) on immunity in chicken peripheral blood lymphocytes for REV infection by changing the expression of the target genes via the NOD-like receptor pathway.     

肌肉发生相关长链非编码RNA研究进展

肌肉参与机体的运动、协调和体温调节等一系列生命活动,同时畜禽肌肉是人类重要的蛋白质来源。肌肉发生过程中的不同调控机制可引起肌肉发育的阶段性差异,而整个肌肉发育主要以两个时期（胚胎期和出生后）的发育状态体现。长链非编码RNA（lncRNA）是一类不具有蛋白编码能力且长度>200 nt的RNA分子。近年来,随着基因组学和分子生物学技术的高速发展,发现lncRNA广泛参与到肌肉发育的各个阶段,以多种作用机制调控肌肉的发育过程。作者介绍了肌肉的发育过程,综述了目前发现的与肌肉发育相关的lncRNAs及其作用机制,并阐述其在肌肉发育的不同阶段发挥的重要作用,为进一步研究肌肉发育相关lncRNAs提供了参考。     

非洲猪瘟病毒感染后猪外周血淋巴细胞Toll样受体信号通路的lncRNA-mRNA分析

【目的】丰富非洲猪瘟病毒（African swine fever virus,ASFV）感染后猪外周血淋巴细胞长链非编码RNA（long non-coding RNA,lncRNA）表达谱,并进一步挖掘影响Toll样受体信号通路的调控网络。【方法】试验动物感染ASFV,于第7天采集外周血并分离得到外周血淋巴细胞,运用Illumina高通量组学测序对外周血淋巴细胞中lncRNA进行测序,原始数据经处理后筛选获得差异表达的lncRNA,并进行靶基因预测,利用生物信息学方法对靶基因进行GO功能和KEGG信号通路富集分析,初步绘制与Toll样受体信号通路相关的lncRNA-mRNA调控网络,并对lncRNA-ENSSSCG00000041959在内的4个lncRNAs进行实时荧光定量RT-PCR验证。【结果】共筛选到73个差异表达的lncRNAs,其中上调表达lncRNAs 38个,下调表达lncRNAs 35个。GO功能分析结果显示,靶基因显著富集在调节免疫系统过程、防御反应、生物刺激、病毒反应和先天性免疫;KEGG信号通路富集分析显示,大部分靶基因与细胞循环、疾病及免疫应答有关,其中免疫相关信号通路有Toll样受体信号通路、TNF信号通路、产生IgA的肠道免疫网络等。进一步挖掘出lncRNA-ENSSSCG00000041959-RIPK1和lncRNA-ENSSSCG00000041959-IRAK1可能是影响Toll样受体信号通路的重要调控网络,实时荧光定量RT-PCR与测序结果一致。【结论】本研究初步鉴定出lncRNA-ENSSSCG00000041959-RIPK1和lncRNA-ENSSSCG00000041959-IRAK1可能是影响Toll样受体信号通路的lncRNA-mRNA调控网络,为进一步探索lncRNA调控ASFV感染机体免疫反应奠定了理论基础。     

野生盘羊×巴什拜羊杂交二代尾部脂肪差异表达lncRNA的鉴定与分析

【目的】 分析不同脂尾型绵羊尾部脂肪组织中的长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)的表达谱,探究lncRNA与绵羊尾部脂肪沉积机制的关系,为揭示绵羊尾脂沉积机制提供理论依据。【方法】 选择新疆地方绵羊巴什拜羊(肥尾型)和野生盘羊×巴什拜羊杂交二代(小尾型)作为研究对象,采集2个群体尾部脂肪组织,利用转录组测序技术筛选差异表达lncRNA并预测靶基因,对其进行GO功能和KEGG通路富集分析;利用实时荧光定量PCR技术验证转录组测序的表达结果。【结果】 通过差异表达分析共筛选出728个差异表达lncRNAs,其中270个表达下调,458个表达上调;通过差异表达lncRNA靶基因的GO功能和KEGG通路富集分析,筛选到634个靶基因参与疾病、免疫、蛋白修饰、细胞代谢等相关功能分类,共涉及76条信号通路,部分lncRNA介导的靶基因SCD、GPAM、THRSP、FASN等与绵羊尾部脂肪沉积相关。实时荧光定量PCR与转录组测序结果趋势相同。【结论】 lncRNA在绵羊脂尾进化中对尾部脂肪沉积具有重要的调控作用,为从lncRNA的角度分析绵羊脂肪沉积提供了理论依据。     

调控动物性状相关长链非编码RNA的研究进展

长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是基因转录过程中产生的一类长度大于200个核苷酸(nt)的非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)。lncRNA的表达水平通常低于mRNA,且无高度保守序列,缺少开放阅读框,但它们具有更强的组织特异性表达模式。lncRNA可以通过与DNA、RNA(mRNA,miRNA,环状RNA)和蛋白质进行相互作用来发挥其功能,因此可作为信号分子、诱导物等来调节复杂的基因表达网络。作为一种新的调节分子,lncRNA正在成为基因表达调控中新的重要参与者,且近年研究表明,其与家畜动物性状调控密切相连。本文对lncRNA在动物肌肉生长分化、脂肪沉积、毛囊发育和繁殖方面进行了综述,旨在为lncRNA在家畜遗传育种上的应用提供依据。