3'UTR在基因表达调控中的作用

真核生物的基因表达调控在生物体生长发育过程中发挥着重要作用,涉及转录、翻译及mRNA和蛋白质的周转等多种生物学过程。研究表明,mRNA的3'端非翻译区（3'UTR）与转录后基因表达关系密切,3'UTR在mRNA稳定性、亚细胞定位及翻译等生物学过程中发挥着重要的调控作用。3'UTR序列的变异,可引起基因的异常表达,导致疾病发生。作者主要对3'UTR在基因表达调控、人类疫病和畜禽生产中的作用等研究进行了综述,以期为3'UTR调控机制在人类疫病诊断与治疗,以及畜禽生产中的应用提供理论依据。     

蜱MicroRNA研究进展

蜱是一类专门寄生于脊椎动物的体表寄生虫,是继蚊子之后的第二大传播媒介。它们传播多种疫病,不仅给畜牧业造成极大的经济损失,而且还引起人类发生疾病甚至死亡。MicroRNA(简称miRNA)是18nt~25nt的非编码小RNA,具有组织特异性和阶段特异性的特点。miRNA作用于靶基因的3′端非翻译区以抑制其表达或者降解mRNA,进而在后转录水平发挥着重要的生物学调控作用,如生长发育和先天性免疫等。有研究显示,miRNA可能调控幼蜱的生长发育,并对蜱虫吸血和血液消化有一定的作用。论文综述了miRNA在蜱体内的研究概况及其生物学功能的研究进展,以期为蜱的研究提供参考。     

单股正链RNA病毒基因组5′非翻译区的结构与功能研究进展

单股正链RNA病毒是众多人畜共患病及动植物传染病的病原,其种类繁多,对人畜健康和农业经济生产影响重大。该类病毒基因组5′非翻译区(5′UTR)一级序列及各种高级结构在病毒的复制、转录、翻译过程中发挥重要调控作用,本文对一些代表种属单股正链RNA病毒的5′UTR进行介绍,且就其结构与功能的一般研究方法、主要进展和存在的问题进行了探讨。     

脂肪酸对基因表达的影响及调控

脂肪酸是一类重要的营养物质,是动物体内的能量来源,同时也是生物膜的组成成分,在细胞生化过程中也同样起着重要作用。研究发现,脂肪酸可通过对基因表达的影响,对代谢、生长发育以及细胞分化发挥重要的调控作用。真核生物基因表达的调控大致可分为转录前、转录、转录后、翻译和翻译后等5个阶段的调控。脂肪酸通过细胞膜受体信号途径和转录因子活化途径调节基因表达,而多不饱和脂肪酸主要从基因转录和mRNA的稳定性两个方面调节基因表达。文章综述了脂肪酸,尤其是多不饱和脂肪酸对基因表达的影响及调控机制。     

伊比利亚猪和大白猪睾丸3'UTR组的比较分析

真核生物信使RNA(message RNA,mRNA)的3’端非翻译区(3’ untranslated region,3’UTR)在转录后水平调控转录本的稳定性、运输、亚细胞定位和翻译等。3’UTR序列的变异,可引起基因的异常表达,导致疾病发生。转录组测序(RNA-seq)极大地促进了对基因序列的理解,但缺乏对mRNA 3’UTR进行系统全面的分析。利用公开发表的伊比利亚猪和大白猪睾丸组织RNA-seq数据,通过DaPars软件分析了3’UTR有差异的mRNA并对其参与的信号通路进行了富集,对长度和测序短序列丰度差异大的mRNA 3’UTR进行了可视化分析,对显著差异mRNA 3’UTR中存在的胞质polyA成分(Cytoplasmic polyadenylation element,CPE)、polyA信号(polyadenylation signal,PAS)和microRNA结合位点的位置、个数和种类进行了预测分析。这些分析结果为进一步研究基于3’UTR的转录后基因表达调控提供了有价值的信息。     

miR-204在细胞增殖分化中的作用及其机制研究进展

MicroRNAs(miRNAs)是一类内源性的、长度约为20~25个核苷酸的非编码单链小RNA分子,它能与mRNA的3’端非编码区(3’UTR)靶向结合,从而在转录或翻译水平上调控靶基因的表达。miR-204作为miRNAs的重要一员,参与细胞的生长发育、增殖、分化及凋亡等多个生物学过程。本文主要论述了miR-204在细胞增殖与分化过程中的作用及调控机制。     

circRNA作用机制及其对动物肌肉发育的影响

circRNA是一种不具有5′端帽子结构和3′端多聚(A)尾巴结构但能稳定存在于真核细胞内的非编码RNA(ncRNA),是经过反向剪接构成的闭合环状分子,为近年来的研究热点。越来越多的研究已证明,circRNA对生物体的各种生命活动发挥着极其重要的调控作用。根据组成不同,circRNA可分为外显子环状、内含子环状及内含子外显子共同组成的环状。同时circRNA功能的发挥依赖于其细胞定位,位于细胞核的circRNA主要在基因转录水平与RNA聚合酶Ⅱ结合调控寄主基因的转录活性;而位于细胞液中的circRNA主要发挥竞争性内源RNA的作用,通过竞争性抑制miRNA与靶基因mRNA 3′UTR的结合,发挥其对miRNA和靶基因的调控作用;circRNA还可翻译成蛋白质或多肽。目前,circRNA在畜禽肌肉生长发育方面的相关研究还处于起步阶段,主要是关于circRNA作为竞争性内源RNA发挥重要调控功能。文章就circRNA的发现、分类、生成机制、作用方式及对动物肌细胞增殖和分化的前沿研究作一简要阐述,并提出circRNA对畜禽肌肉功能研究的展望,以期为今后circRNA相关功能的研究提供参考。     

microRNA let-7调控动物个体发育的研究进展

microRNA(miRNA)是一类广泛存在于多细胞动物中的进化保守的大小为18~25nt的非编码小分子RNA,可以通过与靶基因mRNA的非编码区(3′UTR)结合导致mRNA降解,或阻断mRNA翻译而调节基因表达。let-7是在线虫中发现的具有转录后调节功能的小分子RNA,具有高度的保守性,研究发现,let-7参与动物个体多个器官组织的发育过程。作者综述了近年来let-7参与调控脑、神经系统、心肺系统和肌肉发育等组织器官的研究成果,初步阐述了let-7调控组织器官发育的作用机制,以期为进一步探索let-7在动物体内的功能奠定基础。     

miRNAs对骨骼肌调控的研究进展

microRNAs(miRNAs)是生物体内自然存在的一类长度约为22nt的小分子非编码RNA,能够通过与靶基因mRNA 3′UTR不完全互补配对,降解靶基因mRNA或抑制其翻译,在转录后水平调控基因的表达,进而广泛参与调控机体生长、发育、疾病等多个生物学过程。骨骼肌约占人体体重的40%,是动物体维持正常生长发育必不可少的组成部分。miRNAs通过靶向骨骼肌发育、再生与疾病过程的关键因子,进而发挥调控作用。作为骨骼肌疾病的重要调控因子,miRNAs已成为肌肉相关疾病的检测标志物和靶向诊疗药物。近年来,随着对miRNAs研究的深入,有关miRNAs对骨骼肌调控的研究已成为生命科学领域的研究热点。作者综述了miRNAs参与调控骨骼肌细胞增殖、分化、再生与疾病等方面的研究进展,旨在为治疗肌肉疾病及提高畜禽肉品质提供理论依据。     

单股正链RNA病毒3′非编码区的结构与功能研究进展

单股正链RNA病毒基因组中的3′非编码区(3′UTR)可以形成二级或者高级结构,这些结构对维持病毒RNA的稳定性以及病毒的复制调控具有至关重要的作用.它不仅可以单独发挥作用,也可以与RNA或者蛋白相互作用调控病毒的复制、转录、翻译和包装等各个过程.本文对RNA结构和功能研究的一般方法,以及一些单股正链RNA病毒代表种属的3′UTR的结构和功能进行了综述,并且就研究前景和一些存在的问题进行了探讨.     

miRNA序列及其靶基因结合位点的单核苷酸多态性对畜禽生产性状调控的研究进展

miRNA是一类小的非编码RNA，通过与靶基因mRNA 3’UTR区互补配对引起靶基因降解或翻译抑制，从而发挥调节作用。靶基因3’UTR区域内miRNA结合位点的SNP可能会破坏或产生新的结合位点，使基因表达水平发生变化。本文综述了与miRNA相关SNP对畜禽生产性状影响的研究进展，为进一步研究将miRNA相关多态性位点作为畜禽品种选育的潜在分子标记、培育具有优良生产性状的畜禽品种提供理论基础。     

非编码RNA在鱼类生产中的研究进展

近年来,随着对鱼类的研究不断深入,关于鱼类基因表达的新调控方式得到了广泛关注。鱼类基因表达的新调控方式包括转录后调控、非编码RNA等,这些方式不能作为蛋白质编码而被翻译成蛋白质,但可参与调控基因表达。非编码RNA与转录后的转录本具有不同的序列,其不仅参与基因表达调控,还在表观遗传、信号转导等生物学过程中发挥重要作用。由于鱼类基因组相对较小,基因数目也相对较少,基因组序列相对保守。因此可通过研究非编码RNA以了解鱼类基因表达过程。文章综述了非编码RNA在鱼类中的表达情况和作用机制,比较分析了部分非编码RNA在不同物种中的应用及存在的问题,以期为进一步研究非编码RNA在鱼类生产中的作用机制提供参考。     

动物昼夜节律相关miRNAs研究进展

microRNAs（miRNAs）是一类长度为21-24nt的非编码小RNA,通过与靶mRNAs的3′UTR结合在转录后水平上沉默基因表达,参与多种生理、生化、病理过程。目前有许多研究表明miRNAs影响动物的昼夜节律。论文就miRNAs在昼夜节律中的调控机制进行综述,揭示其在昼夜节律系统中的重要作用,为更深入理解动物昼夜节律系统提供理论参考和研究思路。     

猪miR-135a-5p预测靶基因APC的鉴定

本研究旨在鉴定猪miR-135a-5p靶向脂肪发育的相关基因。首先,利用生物信息学软件分析发现,结肠腺瘤性息肉病(APC)基因的3′非翻译区(3′UTR)具有两个与猪miR-135a-5p结合的潜在位点。其次,构建APC基因野生型(APC3′UTR)和突变型(APC3′UTR m1、APC3′UTR m2、APC3′UTR m3)3′UTR双荧光素酶载体,并分别将其与miR-135a-5p mimics、阴性对照(NC)共转染PK-15细胞后检测荧光活性。结果显示:miR-135a-5p mimics显著降低APC3′UTR和APC3′UTR m2载体的荧光活性(P0.05),而APC3′UTR m1和APC3′UTR m3载体的荧光活性得到完全恢复,表明miR-135a-5p主要结合在预测的第一个位点。进一步的分析表明,miR-135a-5p抑制猪前体脂肪细胞内源APC基因的mRNA和蛋白质表达水平。研究结果证实,猪miR-135a-5p靶向APC基因,且调控其表达。本试验为深入研究猪miR-135a-5p的生物学功能及其调控脂肪形成的作用机制提供了基础。     

microRNA与猪肌肉发育

MicroRNAs(miRNAs)是一类内源性的具有调控功能的非编码RNA,成熟的miRNAs可通过与靶基因的3′UTR结合,从而发挥对靶向基因负调控作用。目前,研究人员已经证明miRNA在机体的生长、发育、繁殖、分化和凋亡等生理过程中发挥重要的作用。猪肌肉发育的相关研究备受关注,猪肌肉的发育与其他动物一样,受众多基因的调控,这些基因的表达和翻译同时受miRNAs的调控。本文对miRNAs与猪肌肉发育的相关性进行了系统的分析,提出miRNAs在猪生产中的研究和应用的某些展望。     

microRNA的生物学功能及其在动物肌肉和脂肪组织中表达的研究进展

microRNA 是一类长18~24核苷酸的短序列非编码RNA,通过抑制目的mRNA的翻译或降解,负性调控转录后基因表达。microRNA参与调控细胞增殖、死亡、神经分化、免疫调控和疾病发生等生物学过程,影响着动物的生长、发育及抗病能力。针对microRNA的特点、调控机制、分析方法及在动物肌肉和脂肪组织中的最新研究进行了综述,为利用microRNA技术对动物肌肉与脂肪相关疾病的诊断、治疗提供新的思路。     

miRNA在哺乳动物配子发生中的作用研究进展

哺乳动物配子发生的基因表达调控包括编码基因的阶段特异性表达调控及非编码基因的转录和转录后水平调控。微小RNA(microRNA, miRNA)作为一类小的非编码RNA, 通过识别靶基因非翻译区的结合位点, 导致mRNA降解或者蛋白质翻译抑制, 从而在转录后水平发挥调控作用。近年来, miRNA在哺乳动物生殖活动中的作用逐渐被揭示, 越来越多的研究表明, miRNA在哺乳动物精子发生、精子成熟、卵母细胞成熟、卵泡发育及早期胚胎发育等过程中都发挥着重要的调节作用, 其可通过调节支持细胞的增殖和凋亡或精原细胞、精母细胞及精细胞的细胞周期进程, 在精子发生的不同阶段发挥间接或直接调控作用, 也可通过调节卵母细胞、卵丘细胞以及颗粒细胞的增殖、凋亡、激素合成和细胞间作用, 对卵母细胞的发育和成熟过程进行调控。作者主要介绍了在哺乳动物配子发生过程中, miRNA的细胞和阶段特异性表达及其对靶基因的调节作用, 以期为深入研究哺乳动物配子发生的调控机制提供参考。     

长链非编码RNA的生物学功能研究进展

长链非编码RNA(lncRNA)是转录本长度超过200个核苷酸(nt)的,可在表观遗传、转录以及转录后等多层面上调控基因表达的一类RNA。高通量转录组分析结合RNA-免疫共沉淀等研究揭示了lncRNA与DNA、mRNA、miRNA和蛋白的相互作用及其过程中的重要调控功能。论文从lncRNA的概念、分类、生物学功能及其在癌症等疾病发生、发展中的作用等方面系统介绍了该领域最新研究成果,为深入研究lncRNA在机体代谢和相关疾病中的调控功能提供参考。     

脂源性外泌体miRNA对脂代谢调控作用的研究进展

外泌体作为细胞间信息交流的新模式,通过其携带的miRNA、mRNA和蛋白质等活性因子调控生理和病理下的多种生物学过程。miRNA是外泌体发挥作用的主要因子之一,长19～25 nt,是非蛋白质编码的单链RNA。成熟miRNA通过与靶基因结合,导致mRNA翻译抑制或转录物降解,对脂质代谢具有调控作用。外泌体具有脂质双层膜结构,可作为miRNA运输的良好载体将其运输至受体细胞,在生理和病理过程中发挥作用,外泌体miRNA的调控作用可能是一种新的组织间通信。脂肪组织是畜禽主要的内分泌器官,其分泌的脂肪因子对调控机体代谢稳态有重要作用。脂源性外泌体miRNA作为一种新型脂肪因子,通过体液运输至其他细胞或组织,并通过调控靶基因表达影响其功能,在维持体内代谢平衡中发挥重要作用。作者综述了脂源性外泌体miRNA在脂代谢中的分子调控作用和相关机制,旨在为研究脂源性外泌体miRNA的作用机制、预防和治疗代谢相关疾病等提供理论支撑。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒5′非翻译区中一顺式结构因子对病毒感染必要性的分析

人们广泛认为动脉炎病毒的基因组5′非翻译区（untranslated region,UTR）在病毒基因组RNA复制、亚基因组mRNA转录和蛋白翻译过程中发挥关键作用,然而其结构与功能仍然在很大程度上不为人知。现基于2型猪繁殖与呼吸综合征病毒弱毒（Porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV）感染性克隆pAPRRS的基础,构建了一系列5′UTR的5′末端缺失突变体,利用RNA和DNA转染,分析了拯救病毒的遗传学与病毒学特征,发现拯救病毒的5′末端突变位点被一些不知来源的AU-rich外源序列所修复。基于T7启动子与CMV启动子转录起始位点的不同,我们人为引入一段GC-rich的序列以研究病毒的自我修复是否为模板依赖性,结果发现病毒的外源序列修复机制是非模板依赖的。通过二级结构预测分析发现,在PRRSV5′UTR中的第一个茎环结构是病毒感染性必不可少的。