A brief review of microRNA and its role in PRRSV infection and replication

Porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV), a single-stranded RNA virus, mainly infects cells of monocyte/macrophage lineage. Recently, host microRNAs were shown to be capable of modulating PRRSV infection and replication by multiple ways such as targeting viral genomic RNA, targeting viral receptor and inducing antiviral response. MicroRNAs are small RNAs and have emerged as important regulators of virus-host cell interactions. In this review, we discuss the identified functions of host microRNAs in relation to PRRSV infection and propose that cellular microRNAs may have a substantial effect on cell or tissue tropism of PRRSV.     

新奇的调控分子——microRNA

microRNA(miRNA)是一类内源性表达的在转录后基因调控中发挥重要作用的小分子非编码RNA。在动植物细胞中,miRNA通过翻译抑制和靶mRNA去稳定性来调控靶基因,从而调控生长、发育、分化、死亡等生物过程。综述了miRNA的发现、形成、特点及调控机制。     

植物microRNAs在干旱胁迫响应中的研究进展

干旱是常见且反复出现的气候特征,严重影响农作物生产.microRNAs(miRNAs)是一类长度为18～24 nt的小分子非编码RNA,转录后的miRNAs可调节基因表达,参与植物生长发育过程.从miRNAs 的发现、合成及作用机制,干旱胁迫响应miRNAs 的种类及其靶基因、miRNAs介导干旱胁迫的响应机制等方面进...     

Elucidation of the small RNA component of the transcriptome

Small RNAs play important regulatory roles in most eukaryotes, but only a small proportion of these molecules have been identified. We sequenced more than two million small RNAs from seedlings and the inflorescence of the model plant Arabidopsis thaliana. Known and new microRNAs (miRNAs) were among the most abundant of the nonredundant set of more than 75,000 sequences, whereas more than half represented lower abundance small interfering RNAs (siRNAs) that match repetitive sequences, intergenic regions, and genes. Individual or clusters of highly regulated small RNAs were readily observed. Targets of antisense RNA or miRNA did not appear to be preferentially associated with siRNAs. Many genomic regions previously considered featureless were found to be sites of numerous small RNAs.     

RNA干扰研究现状

RNA干扰(RNAi)是指生物体内利用双链RNA(dsRNA)诱导同源靶基因的mRNA特异性降解,从而导致转录后基因沉默的现象。其在抵抗病毒感染、抑制转座子活动、调控内源性基因表达等方面发挥重要作用。RNAi以其高特异性、高效性等显著优势将成为研究基因功能的全新手段。简要概括RNAi作用机制和siRNA技术的原理,同时也讨论了RNAi技术在其他领域,如在基因信号通路研究、高通量研究基因功能、基因治疗如肿瘤研究和疾病治疗等方面的应用。     

Methylation as a crucial step in plant microRNA biogenesis

Methylation on the base or the ribose is prevalent in eukaryotic ribosomal RNAs (rRNAs) and is thought to be crucial for ribosome biogenesis and function. Artificially introduced 2'-O-methyl groups in small interfering RNAs (siRNAs) can stabilize siRNAs in serum without affecting their activities in RNA interference in mammalian cells. Here, we show that plant microRNAs (miRNAs) have a naturally occurring methyl group on the ribose of the last nucleotide. Whereas methylation of rRNAs depends on guide RNAs, the methyltransferase protein HEN1 is sufficient to methylate miRNA/miRNA* duplexes. Our studies uncover a new and crucial step in plant miRNA biogenesis and have profound implications in the function of miRNAs.     

高通量测序技术在植物MicroRNA研究中的应用

MicroRNA是一类广泛存在于动植物中长约21 nt的非编码小分子RNA,主要通过内切核苷酸或者翻译抑制调节基因转录后表达。植物MicroRNA在植物的生长发育、开花时序、新陈代谢及环境胁迫等方面起重要作用。简述了植物MicroRNA的生物发生、作用机制及调控功能,并在此基础上综述了高通量测序技术在植物MicroRNA研究中的最新应用进展。     

The Piwi-piRNA pathway provides an adaptive defense in the transposon arms race

Increasingly complex networks of small RNAs act through RNA-interference (RNAi) pathways to regulate gene expression, to mediate antiviral responses, to organize chromosomal domains, and to restrain the spread of selfish genetic elements. Historically, RNAi has been defined as a response to double-stranded RNA. However, some small RNA species may not arise from double-stranded RNA precursors. Yet, like microRNAs and small interfering RNAs, such species guide Argonaute proteins to silencing targets through complementary base-pairing. Silencing can be achieved by corecruitment of accessory factors or through the activity of Argonaute itself, which often has endonucleolytic activity. As a specific and adaptive regulatory system, RNAi is used throughout eukarya, which indicates a long evolutionary history. A likely function of RNAi throughout that history is to protect the genome from both pathogenic and parasitic invaders.     

非编码RNA对哺乳动物精子发生过程的调控

精子发生始于精原干细胞(spermatogonial stem cells,SSCs),SSCs一部分自我更新,另一部分首先分裂形成Asingle(As)型精原细胞,进而形成Aparied(Apr)型精原细胞和Aaligned(Aal)型精原细胞;随后,Aal型精原细胞再发育为A1-A4型精原细胞、中间型精原细胞以及B型精原细胞;B型精原细胞有丝分裂可形成初级精母细胞,经历前细线期、细线期、偶线期、粗线期,再经减数分裂形成次级精母细胞;当圆形精子细胞形成之后,则经细胞核浓缩等过程形成晚期的细长型成熟精子,随之最终变形成为精子。这一复杂的生理过程需要相关基因的适时表达,并受到转录和转录后水平的调控。研究表明,多种类型的非编码RNA(nc RNAs)在精子发生过程中发挥着重要作用。nc RNAs包括微小RNAs(mi RNAs)、与Piwi蛋白相互作用的RNAs(pi RNAs)、长链非编码RNAs(lnc RNAs)、环状RNAs(circ RNAs)以及内源性小干扰RNAs(endo-si RNAs)等。这些nc RNAs的表达具有细胞组织特异性和发育阶段特异性,可从时间和空间上精确调控精子发生的整个过程。mi RNAs是一类长约21—25 nt的内源性非编码单链RNA分子,广泛存在于各种生物中,其形成至少需要Drosha和Dicer等两种RNA酶的参与,可降解靶m RNA或抑制靶m RNA翻译,对SSCs干性的维持、自我更新和分化的调控以及生殖细胞减数分裂和精子发生过程具有重要的调控作用。此外,精子发生过程中,在生殖细胞不同阶段所表达的基因也可调控mi RNAs的生成加工过程。pi RNAs是2006年发现的一种新的小RNA,长度约24—32nt,其作用与Dicer酶无关,能够与生殖细胞特异性蛋白Piwi蛋白家族成员结合,进而行使生物学功能,其主要表现为:在表观遗传水平和转录后水平沉默转座子、反转座子等基因组移动遗传元件,维持生殖细胞自身基因组稳定性和完整性,调控生殖细胞增殖、减数分裂及精子发生过程。Lnc RNAs是一类长度大于200 nt的nc RNAs,其生成加工过程与m RNA类似,并且与m RNA有着相似的结构。不同来源的lnc RNAs可通过转录前与转录后多种机制进而调控SSCs的干性及分化,并且调控生殖细胞凋亡。有些lnc RNAs还可调控mi RNAs的表达,进而调控精子发生过程。circ RNAs是区别于传统线性RNA的一类新型RNA,在不同物种中具有保守性,在组织及不同发育阶段呈特异性表达。其生成加工方式与其序列相关,同一基因位点可通过选择性环化产生多种circ RNAs进而发挥功能。研究表明,circ RNAs可结合mi RNAs从而调控生精过程。相对于其他nc RNAs,endo-si RNAs的生成加工方式更为简单,并有着与mi RNAs相同的作用方式,在精子发生和雄性生殖中扮演着重要角色。文中结合最新的研究进展,综述了几种nc RNAs的生成及其在精子发生过程中的调控作用,旨在为精子发生过程中nc RNAs的进一步研究提供参考。     

细菌全局性调控因子CsrA功能及其作用机制研究进展

CsrA最初在研究碳储存调节系统(carbon storage regulation system)时被发现并被命名,是一个在肠杆菌、假单胞菌及芽孢杆菌等微生物中广泛存在的转录后调节因子,它可通过与靶标基因mRNA结合进而影响其稳定性或者抑制mRNA的翻译最终影响靶基因的表达。研究表明,CsrA属全局调控因子,不仅参与细菌的中心碳代谢、运动、生物膜形成、群体感应、致病性等多种生命活动,而且也参与了细菌多种次级代谢物的合成,具有重要的生物学意义。最近的研究表明,CsrA功能的实现与两个非编码调控RNA具有重要关联,它们组成了复杂而精细的调控单元。综述了不同微生物中CsrA功能的多样性,并阐述了CsrA参与分子调控的机制,对于深入认识碳储存系统的调控机制以及针对性的改造和利用该系统具有重要的理论意义。     

计算识别水稻基因组中microRNA基因

一些低丰度的m iRNA和组织特异性m iRNA往往很难发现,利用生物信息学方法,根据已知水稻m iRNA的各种属性,设计m iRNA前体预测程序——P reM iRF ind,从全基因组范围中预测出1 375条m iRNA前体,然后利用已知拟南芥的m iRNA对这1 375条前体进行同源检索,找出166条m iRNA前体,再用水稻已知的m iRNA对这166条序列进行检索,发现其中153条与已知的水稻m icroRNA完全相同,对剩余的13条m iRNA前体预测序列用m Fo ld作进一步结构分析,最后得到10条新的候选m iRNA基因序列。     

植物微小RNA（microRNA）研究进展

真核细胞中存在大量的非编码RNA,～22nt的小RNA是其中一类非常重要的调控RNA,主要包括siRNA和miRNA两种类型,二者均由类似RNaseⅢ的核酸内切酶一Dicer加工产生,随后进入沉默复合体抑制靶基因表达。miRNA分子与siRNA类似,但miRNA的前体在基因组上具有独立的转录单位,可自身折叠成发卡结构,其靶基因主要是与器官发生及生长发育相关的转录因子以及调控蛋白。miRNA在生物生长发育的各个时期都扮演着重要的角色,调控许多重要的生物途径,处于基因调控网络的核心位置。     

动植物环状RNA研究进展与展望

为促进植物环状RNA(Circular RNAs)的研究进程,利用文献综述法检索近三年(2018—2020)发表的环状RNA文献,从功能发挥、研究手段及应用前景等方面分别对动物和植物环状RNA的研究进展进行整理讨论。结果表明:环状RNA可作为竞争性内源RNA与microRNAs(MiRNAs)特异性结合,间接调控蛋白表达水平。其还可调节来源基因的转录效率、滚环式翻译多肽及作为蛋白支架调控细胞进程。截止目前,临床有关环状RNA的研究最为深入;经过潜在诊断、预断和治疗方法评估后,环状RNA有望成为诊疗疾病的生物标志物。而植物环状RNA在不同生长发育阶段、激素刺激及逆境胁迫等条件下也展现出丰富的差异表达模式,初步体现其功能的多样性。但与动物环状RNA的研究深度相比,植物环状RNA研究还处于兴起阶段,与植物环状RNA相关的数据库和分析工具还有待开发。综上,本文重点评述动植物体内不同类型环状RNA在生成机制、剪切识别位点、功能发挥及应用潜力上的特异性和同源性,讨论动植物环状RNA研究存在的主要问题并对深入开展植物环状RNA研究进行展望。