非编码RNA对猪骨骼肌发育的影响

骨骼肌发育与猪肉产量和品质密切相关，且受到各种因素的影响。近年来，非编码RNA （non-coding RNA，ncRNA）对骨骼肌发育的影响已成为新的研究热点之一。ncRNA主要包括微小RNA （microRNA，miRNA）、长链非编码RNA （long non-coding RNA，lncRNA）和环状RNA （circular RNA，circRNA），是一类不具有编码蛋白功能的RNA，最初被认为只是在转录或转录后水平调控基因的表达，但随着研究的深入，越来越多的ncRNA被证实参与骨骼肌细胞增殖、分化与凋亡等生物过程，其中miRNA可通过与靶基因互补序列结合发挥功能；lncRNA与circRNA主要作为分子海绵竞争性结合miRNA，解除其对靶基因的抑制作用。作者主要从ncRNA介绍及miRNA、lncRNA和circRNA对猪骨骼肌发育的影响等进行综述，并就ncRNA对猪骨骼肌生长发育的研究进行了展望。     

非编码RNA与骨骼肌发育研究进展

骨骼肌作为脊椎动物机体的重要组织,其胚胎期发育起始于生皮肌节的肌源性祖细胞增殖、分化成的成肌细胞,进一步发育形成肌管,最终形成肌纤维。整个发育过程受到复杂严密的调控,任何调控异常都可能影响骨骼肌正常的发育过程。近年来研究表明,除了生肌调控因子、肌细胞增强因子、配对盒因子外,非编码RNA包括微小RNA（microRNA,miRNA）、长链非编码RNA（long noncoding RNA,lncRNA）和环形RNA（circular RNA,circRNA）都可作为重要的调节因子广泛参与调控骨骼肌发育过程。其中miRNA主要作用于靶mRNA,通过诱发靶mRNA的去稳定性和/或抑制翻译,在转录后水平调控相关基因表达;lncRNA长度较长,具有高级结构,可以在转录前和转录后水平,通过多种作用方式调控相关基因表达;circRNA主要作为miRNA "海绵",竞争性结合miRNA,进而参与骨骼肌发育调控网络。作者将从骨骼肌发育、miRNA作用机制、miRNA与骨骼肌发育、lncRNA作用机制、lncRNA与骨骼肌发育、circRNA作用机制、circRNA与骨骼肌发育7个方面进行综述,以期为研究非编码RNA调控骨骼肌发育提供参考。     

基于转录组学筛选与哺乳动物睾丸发育相关基因及调控网络的研究进展

睾丸正常发育是雄性哺乳动物精子发生及有效繁殖力的先决条件,其发育过程极其精细和复杂,受到许多因素的影响及调控,但遗传调控占主导地位。哺乳动物睾丸的发育首先会受到大量蛋白编码基因的严格调控,非编码RNA(miRNA、lncRNA和piRNA)也在睾丸发育及精子发生过程扮演重要角色。近年来,以mRNA、miRNA、lncRNA、piRNA为主的转录组学在解析哺乳动物睾丸发育以及精子发生分子机制得到充分应用,并且取得了很大进展。本文从睾丸发育相关mRNA、miRNA、lncRNA、piRNA等方面对哺乳动物睾丸发育研究现状进行介绍与阐述,旨在为深入挖掘睾丸发育基因组变化以及畜牧业中动物育种提供重要理论依据。     

piRNA的形成及其在雌性动物中生物学功能研究进展

piRNA是继siRNA和miRNA之后发现的一类新型非编码小RNA,其与Piwi蛋白协同作用参与piRNA通路,保护动物生殖细胞的遗传信息免受分子寄生虫如转座子的有害影响。近年来,人们对piRNA发生过程的相关蛋白及生物学作用做了研究,发现多种Piwi亚家族蛋白能与piRNA结合形成Piwi-piRNA复合体,通过表观遗传调控参与生殖细胞形成与发育、生殖干细胞分化、性别决定等生物学功能。本文主要围绕piRNA的形成及特点、Piwi-piRNA复合体发挥生物学作用的方式、piRNA在雌性动物中的生物学功能这3个方面对近期的研究进展进行综述,为深入探究piRNA调控雌性动物繁殖机制提供参考。     

绒山羊毛囊发育中非编码RNA的研究进展

非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)是指从基因组上转录而来,不编码蛋白质,但在RNA水平上能行使一定生物学功能的RNA。非编码RNA的种类较多,种类的不同造成功能的差异。毛囊是绒山羊皮肤特殊的附属物,位于皮肤的真皮层,发生于绒山羊胚胎期。由于真皮细胞和上皮细胞间的信号分子传递,使其发育呈周期性变化,历经生长期、退行期和休止期。近年来,有关ncRNA在绒山羊毛囊发育中作用报道较多。文章就其中的微小RNA(miRNA)、长链非编码RNA(lncRNA)及环状RNA(circRNA)的生物发生及其在绒山羊毛囊发育中的作用机制进行了归纳、总结。miRNA是真核生物中存在的一种长18～25 nt的ncRNA分子,可通过与靶信使核糖核酸mRNA特异结合,抑制转录后基因表达。在绒山羊毛囊发育中,miRNA通过抑制相关基因及相关信号通路中关键分子的表达而调控毛囊的发育周期以及毛囊的再生能力。lncRNA是长度超过200 nt的ncRNA,经过剪接,具有polyA尾巴与启动子结构,在绒山羊毛囊发育中能促进毛囊细胞增殖与分化,通过调控基因的靶向表达与多种信号通路互作调节毛囊发育及绒毛生...     

哺乳动物早期胚胎的剂量补偿作用及其对发育的影响

剂量补偿是使X连锁基因的表达水平在两性间达到平衡的过程。哺乳动物是通过随机失活雌性的一条X染色体实现剂量补偿。X染色体失活开始于X染色体失活中心（XIC）,然后传播到整条染色体。Xist基因定位于XIC中,参与X染色体失活的启动。本文主要通过分析雄核生殖胚胎、雌核生殖胚胎和正常胚胎发育中X连锁基因表达,概括了X染色体失活（XCI）在哺乳动物早期胚胎发育中作用,综述了哺乳动物早期胚胎的剂量补偿作用及其对发育的影响。     

哺乳动物早期胚胎的剂量补偿作用及其对发育的影响

剂量补偿是使X连锁基因的表达水平在两性间达到平衡的过程。哺乳动物是通过随机失活雌性的一条X染色体实现剂量补偿。X染色体失活开始于X染色体失活中心(XIC),然后传播到整条染色体。Xist基因定位于XIC中,参与X染色体失活的启动。本文主要通过分析雄核生殖胚胎、雌核生殖胚胎和正常胚胎发育中X连锁基因表达,概括了X染色体失活(XCI)在哺乳动物早期胚胎发育中作用,综述了哺乳动物早期胚胎的剂量补偿作用及其对发育的影响。     

苏博美利奴羊毛囊发育不同时期ncRNA调控网络的构建

为探索苏博美利奴羊毛囊发育相关ncRNA分子调控网络，本研究通过挖掘苏博美利奴羊皮肤组织样本不同时期转录组数据，利用生物信息学方法构建lncRNA-miRNA-mRNA分子调控网络。结果表明：不同时期mRNA与lncRNA及miRNA具有复杂的网络连接。通过GO富集分析发现靶基因主要参与细胞增殖调控、凋亡过程及毛囊形态发生等生物学过程；参与细胞外空间、细胞外泌体、转录因子复合体、质膜的整体成分等细胞组分；参与转录因子活性、结构分子活性、细胞外基质结构组成等分子功能。通过KEGG通路分析发现差异的靶基因主要参与TGF-beta信号通路、癌症途径、MAPK信号通路、PI3K-Akt信号通路、细胞因子与细胞因子受体的相互作用等多种途径。筛选寻找调控网络中的关键基因，发现G2 vs.G1组中miR-133、miR-433-5p的靶基因TGFβ2和NOTCH1参与毛囊形态发生（GO:0031069）的生物学过程，因此TGFβ2和NOTCH1为毛囊发育的关键基因。通过构建苏博美利奴羊毛囊发育相关ncRNA分子调控网络，解析毛囊发生发育的分子调控机制，从转录组学层面对毛囊生长发育进行探讨，能够对苏博...     

piRNA的发生和相关蛋白的研究进展

小RNA能在多水平(染色体构建、转录、翻译、RNA修饰和稳定等)对基因的表达进行调控。piRNA(Piwi-interacting RNA)主要参与生殖细胞的发育、转座子的沉默、异染色质的形成和生殖细胞DNA完整性的维持等过程,对遗传物质的稳定遗传具有重要意义。作为一类新型的小RNA,piRNA受到了广泛关注。从2006年发现至今,科研工作者对piRNA的发生和功能做了大量的推测、探索和验证。研究发现,piRNA主要分布在动物体睾丸的精原细胞和卵巢的卵母细胞内,果蝇卵巢体细胞(卵泡细胞)也存在少量的piRNA。piRNA在生殖细胞和体细胞内通过不同的途径产生,体细胞途径相对简单,生殖细胞途径主要通过"乒乓循环"实现。参与"乒乓循环"的3种Argonaute蛋白中,Piwi位于细胞核中,Ago3和Aub位于细胞质中,这一现象暗示piRNA可能在不同的区室内产生并发挥功能。piRNA 3′端的甲基化现象普遍存在,这对piRNA的稳定性具有重要意义,但并不是决定成熟piRNA长度的必需条件。piRNA相关蛋白质的已知功能是预测其产生过程和功能的重要线索,目前已有部分与piRNA产生和功能相关的蛋白质被发掘。另外,piRNA的调控网络比siRNA(Small interference RNA)和miRNA(microRNA)更加复杂,因此新的研究方法体系的出现加快了科研工作者对piRNA发生和功能的研究进程。本文主要就piRNA的生物发生、产生和功能相关蛋白及研究方法的研究进展做一简要论述。     

piRNA的生物学功能及研究进展

piRNA(PIWI-interacting RNA)是一类可在生殖细胞中大量表达,并与PIWI蛋白相互作用的非编码小RNA(non-coding RNA,ncRNA),通过沉默转座元件和调控编码mRNA维持动物基因组稳定,在生殖细胞发育分化过程中发挥重要作用同时,piRNA的异常表达与肿瘤的关系密切。本文对piRNAs的发生通路、调控方式、生物学功能及其在癌症中的研究进展进行论述,为精准医疗的发展及动物杂交后代雄性不育的研究提供新的视角。     

长链非编码RNA与动物的基因表达调控

长链非编码RNA(Long noncoding RNA,lncRNA)是一类长度超过200nt的非编码RNA,没有完整的开放阅读框,不具备编码蛋白质的能力。但是最近的研究表明,lncRNA参与机体内许多重要的生理过程,如基因印记、X染色体失活等。其调节作用主要是通过DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑等方式影响基因的表达。同时lncRNA在疾病的发生与发展过程中影响重大,对疾病的诊断与治疗有重要的意义。因此,本文从lncRNA的生物学特性、lncRNA在表观遗传学、转录后水平、转录水平、在干细胞中的作用以及在疾病上的研究内容进行总结分析,阐述lncRNA的研究进展,为进一步研究lncRNA参与调控机体内生理过程的作用机制提供参考。     

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。     

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。     

非编码RNA生物学预测软件的开发与应用研究进展

非编码RNA是一类不具有编码能力的RNA分子,在基因调控网络中占据着重要的研究地位,是表观遗传学中重要的一环。非编码RNA的预测软件是基于RNA-seq数据在转录组层面对非编码RNA进行鉴定和注释分析的重要工具,其预测性能直接关系着后续研究的准确性。其中,针对线性的miRNA、lncRNA和piRNA的预测软件均可分为基于传统的方法和机器学习的方法;然而,对于具有环状结构的circRNA来说,其预测算法则主要分为读长比对、k-mer和(或)德布莱英图(de Bruijn graph)的方法。该文通过综述4大主要调节性ncRNA的基本结构、生物合成过程及其预测软件的研究进展,以期望能够对非编码RNA的高通量测序数据分析提供参考。     

piRNA对生殖系统调控作用的研究进展

随着小RNA研究的不断深入,科学家们发现了新型内源性小RNA——piRNA,与生殖细胞发育密切相关。piRNA是大约为32 nt长度的非编码小RNA,主要分布于哺乳动物卵巢卵母细胞和睾丸精原细胞中,在果蝇的卵巢卵泡(性腺体细胞)中也存在少量的piRNA。piRNA的生成及生物功能的发挥均依赖Argonaute家族Piwi蛋白,piRNA与Piwi亚家族蛋白特异性相结合并相互作用。研究发现,在体细胞和生殖细胞中piRNA的生成途径不同。piRNA主要在生殖干细胞分化、胚胎发育、DNA完整性的保持、表观遗传调控和性别决定等方面发挥作用。文章简单综述了piRNA在哺乳动物生殖系统发育过程中的调控机制。     

哺乳动物X染色体失活逃逸研究进展

雌性哺乳动物的失活X染色体上,大多数基因是转录沉默的。但是有些基因发生失活逃逸,在失活X染色体和正常X染色体上均表达。这些失活逃逸基因是引起性别二态性和雌性个体的表型变异性的潜在原因。文章主要综述了哺乳动物X染色体失活逃逸的分子机制研究新进展。     

microRNA与生殖

微小RNA(microRNA,miRNA)是一类由19~25个核苷酸组成的单链非编码RNA(ncRNA)。它们广泛存在于真核生物细胞内及细胞外液中,通过不完全碱基互补配对与mRNA的3'-UTR结合实现对靶基因转录后的调控。近年来发现miRNA广泛参与哺乳动物生殖调控。文章根据近年的研究文献综述了miRNA在生殖内分泌、精子发生、卵巢功能、妊娠、胚胎发育以及生殖系统疾病等方面的作用,并指出目前关于miRNA调控生殖研究中存在的问题,为进一步开展相关研究提供依据。     

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。     

circRNA作为ceRNA调控畜禽重要经济性状的研究进展

竞争性内源RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)机制指具有同种miRNA反应元件(microRNA response elements, MRE)的RNA分子，通过竞争性地结合该miRNA以在转录后水平调控基因的表达，进而影响细胞的生物学功能。ceRNA机制的有效性受细胞环境、miRNA活性及其与不同RNA分子间亲和力等因素的影响。虽然环状RNA(circular RNA,circRNA)和长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)等均可作为ceRNA,但circRNA是相对更为有效的ceRNA分子，因为其在进化过程中稳定且保守，可使ceRNA信号在不同组织中传导。本文在探讨ceRNA调控机制影响因素的基础上，进一步综述了circRNA作为ceRNA调控畜禽肌肉发育、脂肪沉积、乳腺及卵泡发育等方面的研究进展，以期为深入研究畜禽重要经济性状中ceRNA调控网络提供新思路。