麒麟鸡Frizzled4基因的miRNA筛选及验证载体构建

研究利用生物信息学方法选出调控Fzd4基因的miRNAs,且利用q RT-PCR方法检测了卷羽麒麟鸡和片羽怀乡鸡中miRNAs和Fzd4基因表达水平,进一步构建了Fzd4基因双荧光素酶报告基因pmir Glo载体,为后期在细胞水平验证miRNA和Fzd4靶标关系提供条件。结果显示:Fzd4基因的CDS区存在miRNA-1458(mi R-1458)和miRNA-1623(mi R-1623)靶标结合位点,与经典的调控机制有所不同,其3′UTR存在miRNA-184-3p(mi R-184-3p)结合位点;相对于怀乡鸡,麒麟鸡皮肤中mi R-1458、mi R-1623和Fzd4基因表达水平极显著升高(P0.01),而mi R-184-3p表达量极显著降低(P0.01);构建了Fzd4基因双荧光素酶报告载体,为细胞水平研究其具体调控机制奠定基础。研究表明Fzd4基因的关键miRNA为mi R-184-3p以及Fzd4基因双荧光素酶报告载体的构建为进一步研究其在毛囊生长发育过程的作用奠定基础。     

miR-302d的载体构建及其与Tle4基因的靶向关系验证

试验旨在探究精原干细胞（SSCs）形成过程中的关键miR-302d行使功能的分子机制。试验克隆mi R-302d前体序列并连入PGMLV-CMV-MCS-EF1-Zs Green1-T2A-Puro构建mi R-302d过表达载体（mi R-302d mimics）；合成mi R-302d的干扰靶点并连入PGMLV-SC5载体构建mi R-302d干扰载体（mi R-302d inhibitor）。通过生物信息预测获得mi R-302d靶基因并构建其3′UTR的野生型（WT）和突变型载体（MT）；将mi R-302d过表达载体分别与WT和MT载体共转染DF-1和293T细胞，检测靶基因3′UTR的活性。同时检测在DF-1细胞中过表达或干扰mi R-302d后靶基因的表达变化。结果显示：成功构建mi R-302d的过表达和干扰载体；预测结果显示Tle4为mi R-302d的潜在靶基因，且该基因为ESCs分化为SSCs过程的重要基因；双荧光素酶活性检测结果显示不论是在DF-1还是293T细胞中，与转染WT+mi R-NC组相比，转染WT+mi R-302d组的双荧光素酶活性显著下降（P&l...     

靶向猪ATGL基因的miRNA预测及鉴定

本试验旨在初步筛选出调控猪脂肪甘油三酯脂肪酶基因(ATGL)的miRNA。利用生物信息学分析预测10条靶向ATGL基因的猪miRNAs,然后通过装载含猪ATGL基因3′UTR序列来构建pMIR-Luc报告基因载体,以及通过装载含反向miRNA种子区对应的3′UTR序列来构建3个突变载体作为阴性对照,以pRL-TK载体作为内参,与候选miRNA模拟物共转染HEK 293T细胞,最终利用双荧光素酶报告基因法来检测荧光素酶活性。试验成功构建了含猪ATGL基因3′UTR序列的重组载体pMIR-ATGL-3′UTR,双荧光素酶报告基因试验显示sscmiR-769-3p、ssc-miR-1343、ssc-miR-7137-3p、ssc-miR-671-5p、ssc-miR-149能下调293T细胞中pMIR-ATGL-3′UTR的荧光素酶活性,而点突变试验证实了ssc-miR-1343与ssc-miR-7137-3p能通过与猪ATGL基因3′UTR上预测的种子区结合下调荧光素酶活性。结果表明,sc-miR-1343与ssc-miR-7137-3p通过靶向结合3′UTR对猪ATGL基因有下调作用。     

猪传染性胃肠炎病毒感染相关猪源miRNA的筛选及表达差异分析

经生物信息学预测发现猪传染性胃肠炎病毒(TGEV)3′UTR可能是ssc-miR-182的潜在作用位点,本研究以猪传染性胃肠炎病毒为研究对象,构建TGEV 3′UTR双荧光素酶报告基因载体,并将其与合成的ssc-miR-182模拟体瞬时共转染至猪小肠上皮细胞,通过荧光监测仪测定荧光素酶活性;同时通过荧光定量PCR方法检测TGEV感染猪小肠上皮细胞后在不同时间段ssc-miR-182的表达变化情况。研究结果显示,ssc-miR-182对TGEV 3′UTR有一定的抑制作用,并且TGEV在感染小肠上皮细胞以后ssc-miR-182的表达明显上调。结果表明,宿主ssc-miR-182与TGEV的感染和复制增殖相关。     

鸡miRNA let-7b靶向调控GHR基因的双荧光素酶验证

miRNA是一类大小约为22 nt的内源性非编码小RNA,通过与其靶基因mRNA相结合而影响其功能,进而调控动物的生长发育过程。miRNA靶基因预测软件发现,生长激素受体(GHR)基因是miRNA let-7b的候选靶基因之一。GHR基因作为生长激素基因的受体基因,在鸡的生长发育过程中具有极其重要的作用。试验采用双荧光素酶报告系统对其靶向关系进行验证。结果表明:GHR mRNA 3′UTR存在与let-7b相结合的靶标位点(UACCUCA);Let-7b过表达载体与GHR验证载体共转染组的荧光素酶相对活性只有0.159,明显下降,表明miRNA let-7b靶向负调控GHR 3′UTR,存在确切的靶标关系。研究结果可为进一步揭示let-7b介导GHR基因在鸡生长发育过程中的调控作用提供参考。     

猪VEGFA 3′UTR生物信息学分析及其与miR-361-5p的靶向验证

为了扩增并分析猪卵泡颗粒细胞中血管内皮生长因子A(VEGFA)基因3编码区(3′UTR)序列、构建VEGFA 3′UTR荧光素酶报告质粒以及利用双荧光素酶报告基因验证miR-361-5p与VEGFA 3′UTR的靶向关系,试验通过RT-PCR扩增VEGFA 3′UTR,并用生物信息学方法分析预测其保守性及潜在的互作miRNA,最后将扩增的VEGFA 3′UTR序列克隆至荧光素酶报告载体中,与miR-361-5p mimics(试验组)或NC mimics(对照组)共同转染293细胞,通过双荧光素酶报告系统检测两组细胞的荧光素酶活性,从而鉴定miR-361-5p与VEGFA 3′UTR的靶向关系。结果表明:在猪卵泡颗粒细胞中成功扩增了VEGFA基因3′UTR序列,其在哺乳动物中保守性较高,有多个潜在miRNA结合位点;成功构建了VEGFA基因3′UTR荧光素酶报告质粒,证明了miR-361-5p可以直接作用于VEGFA基因3′UTR,抑制其荧光素酶活性。     

猪miR-199a-3p对mTOR基因表达的调控

通过生物信息学预测miR-199a-3p与mTOR-3′UTR的结合位点,人工合成猪mTOR-3′UTR及突变型片段克隆至双荧光素酶载体上,构建野生型(psiCHECK-2-W-mTOR-3′-UTR)和突变型(psiCHECK-2-M-mTOR-3′-UTR)双荧光素酶报告质粒。给PK-15细胞分别转染miR-199a-3p mimics、negative control和mTOR-3′-UTR野生型/突变型双荧光素酶报告载体,用双荧光素酶试剂盒检测荧光素酶活性,分别采用RT-qPCR和Western blot检测mTOR基因的mRNA和蛋白表达水平。结果表明,将含mTOR-3′-UTR的野生型和突变型双荧光素酶报告质粒与miR-199a-3p mimic共转染PK-15细胞,野生型报告质粒表达的荧光素酶活性显著低于其阴性对照组(P0.05);转染miR-199a-3p mimics能显著下调mTOR基因mRNA和蛋白的表达(P0.05),而转染miR-199a-3p Inhibitor组和Inhibitor-NC组相比,mTOR基因蛋白表达差异不显著(P0.05)。成功构建了猪野生型及突变型mTOR-3′-UTR双荧光素酶报告质粒,通过双荧光素酶试验、RT-qPCR及Western blot证实miR-199a-3p与猪mTOR-3′-UTR存在靶向调控关系。     

猪血管内皮细胞中与猪瘟病毒相关microRNA的初步筛选

本试验旨在筛选猪脐静脉血管内皮细胞(SUVECs)内作用于猪瘟病毒(CSFV)的microRNA。通过构建CSFV3′和5′非翻译区(Untranslated region,UTR)的双荧光素酶报告基因载体,经生物信息学预测可能与CSFV相互作用的microRNA,然后瞬时共转染重组载体与microRNA的抑制物,最后通过发光检测仪测定荧光素酶活性。结果表明,成功构建了CSFV5′非翻译区(373 bp)和3′非翻译区(252 bp)的报告基因载体,并合成了4条预测出的microRNA(ssc-mi R-let7c、ssc-mi R-106a、ssc-mi R-18、ssc-mi R-139)的抑制物,共转染后发光检测仪检测到荧光素酶的活性被不同程度抑制。本研究发现microRNA作用位点主要在CSFV的3′-UTR,而且以上4种microRNA都对CSFV3′-UTR有不同程度的抑制作用,其中ssc-mi R-18的抑制作用比较明显。     

牛GHR基因与miR-139靶向关系的验证

旨在构建牛生长激素受体(Growth hormone receptor,GHR)基因3′非翻译区(Untranslated region,UTR)双荧光素酶载体,并确定miR-139与牛GHR基因的靶向关系。本研究采用生物信息学方法预测miR-139与牛GHR基因3′UTR的结合位点;人工合成牛GHR基因3′UTR及突变型片段并克隆至双荧光素酶载体psiCHECK-2上,构建野生型(psiCHECK2-GHR-W 3′UTR)及突变型(psiCHECK2-GHR-M 3′UTR)双荧光素酶报告质粒。将培养的Hela细胞分为4组,分别共转染miR-139mimic或阴性对照和psiCHECK2-GHR-W 3′UTR重组质粒或psiCHECK2-GHR-M 3′UTR重组质粒,然后用双荧光素酶检测试剂盒检测4组细胞中荧光素酶活性。之后培养奶牛乳腺上皮细胞,分别设对照组、阴性对照组、miR-139 mimic及miR-139inhibitor组,对阴性对照组、miR-139mimic组及miR-139inhibitor组分别转染阴性对照、miR-139mimic或miR-139inhibitor,利用qPCR(Realtime quantitative PCR)进一步检测各组miR-139及GHR基因的mRNA表达。结果,通过双酶切试验证实成功构建了野生型及突变型重组双荧光素酶报告质粒psiCHECK2-GHR-W 3′UTR和psiCHECK2-GHR-M 3′UTR;当野生型重组质粒psiCHECK2-GHR-W 3′UTR和miR-139mimic共转染Hela细胞后,双荧光素酶报告质粒表达的荧光素酶活性显著低于其他处理组(P0.05)。qPCR进一步证实miR-139能显著下调奶牛乳腺上皮细胞中GHR基因mRNA的表达(P0.05)。本研究成功构建了牛野生型及突变型GHR基因3′UTR双荧光素酶报告质粒;双荧光素酶试验及qPCR证实miR-139与牛GHR基因3′UTR存在靶向关系。     

miR-141-3P和miR-346在对靶基因FSHR的识别与验证

为探索miRNA-141-3P和miRNA-346在大鼠腺垂体中的靶基因,并对其进行识别与验证。本研究利用PCR方法,根据Fshr(Rattus)3′UTR野生型载体序列信息设计突变引物将靶序列CAGTGTT(78-85)突变为GTCACAA和GGCAGAC(127-133)突变为CCGTCTG,以野生型载体为模板PCR扩增Fshr基因的3′UTR突变序列,将其克隆到pmiR-RB-REPORTTM双荧光素酶报告载体中。由于miRNA是通过3′UTR区作用于靶基因,因此将miRNA与构建好的报告基因载体共转,通过报告基因相对荧光值的下调来印证miRNA与靶基因的相互作用。双荧光素酶报告基因表达分析显示,rno-miR-141-3p mimic对Fshr野生型载体的报告荧光没有明显下调作用;rnomiR-346mimic对Fshr野生型载体的报告荧光有明显下调作用,相应结合位点突变后,突变型载体中的报告荧光与野生型相比有所恢复;rno-miR-141-3p mimic和rno-miR-346mimic同时处理,对野生型载体的报告荧光有一定的下调作用。在体外,rno-miR-141-3p可能不能通过Fshr上相应的3UTR位点调控报告基因的表达;rno-miR-346有可能通过Fshr上相应的3′UTR位点调控报告基因的表达。本试验为FSHR的转录后调控研究提供了理论依据。     

β-miR-33a特异调控HADHB基因3′UTR靶标位点验证

为验证β-miR-33a与候选基因HADHB3′UTR是否存在特异性识别的靶标关系,本试验将β-miR-33amimics、β-miR-33ainhibitor及NC质粒分别转染至奶牛乳腺上皮细胞,通过Real-time(qPCR)验证β-miR-33a与HADHB基因mRNA水平表达量的关系。利用PCR获得奶牛HADHB3′UTR 201bp DNA片段,将其克隆到pmiR-RB-REPORTTM双荧光素酶报告载体中,获得野生型载体,利用定点突变技术将HADHB3′UTR种子区-CAATGCA定点突变-CATGTAGC,获得突变型载体。将野生型载体和突变型载体分别与β-miR-33a-mimics组成双荧光素酶报告系统,转染至奶牛乳腺上皮细胞,48h后测定其荧光活性。结果显示,奶牛乳腺上皮细胞中转染的野生型与突变型载体的双荧光活性存在显著性差异(P<0.05),由此证明,在奶牛乳腺上皮细胞中β-miR-33a可以与HADHB3′UTR的靶位点-CAATGCA特异性结合。     

我国发现调控绵羊骨骼肌发育的micro RNA

正绵羊骨骼肌生长发育一直是动物遗传育种研究热点。中国农业科学院北京畜牧兽医研究所畜禽资源收集、保护及创新利用团队研究发现一个对绵羊骨骼肌发育具有重要调控作用的micro RNA(mi R-192)。通过对胎儿、羔羊及成年绵羊个体骨骼肌表达谱研究发现mi R-192表达差异显著。mi R-192是进化上高度保守的micro RNA分子。以绵羊骨骼肌干细胞和小鼠C2C12为模     

牦牛Smad 4基因3′UTR区双荧光素酶载体构建及与bta-miR-146a的靶向验证

旨在鉴定牦牛Smad4基因与bta-miR-146a的靶向关系,为探究它们在牦牛卵巢卵泡发育过程中的可能分子调控机制提供理论基础。利用miRBase数据库和MEGA 6.0软件分析miR-146a在不同物种中的保守性,同时利用TargetScan软件预测其潜在靶基因,通过构建psiCHECK2双荧光素酶报告基因载体进行靶向验证。生物信息学分析结果显示,miR-146a成熟序列在脊椎动物中具有高度的保守性,并预测到178个与卵巢卵泡发育相关的潜在靶基因,从中选取Smad4基因分析发现其3′非编码区域(3′UTR)与bta-miR-146a存在结合位点;进一步成功构建牦牛Smad4基因3′UTR野生型及突变型psiCHECK2双荧光素酶报告质粒,荧光素酶活性检测结果显示,bta-miR-146amimic对牦牛Smad4基因3′UTR野生型报告质粒荧光活性有明显的下调作用,分别与突变型及NC对照组差异显著(P0.05)。本研究初步证实,牦牛Smad4基因是bta-miR-146a的靶基因,从而提示btamiR-146a可能通过调控Smad4基因在牦牛卵巢卵泡发育过程中的表达发挥作用。     

猪E2F3基因3′UTR双荧光素酶报告基因质粒构建及其与miR-10a-5p的靶向验证

为了鉴定miR-10a-5p与猪E2F3基因的靶向关系,试验从生物信息miRNA Base数据库查询miR-10a-5p的相关信息,并运用MEGA 6.0软件分析其保守性,通过Target Scan生物信息学网站预测其潜在的靶基因及结合位点,然后PCR扩增E2F3基因3′非编码区(3′UTR)片段,构建E2F3的野生型(E2F3-3′UTR-wt)和突变型(E2F3-3′UTR-mut)双荧光素酶报告基因质粒,并分别与miR-10a-5p mimics、mimics NC共转染至293T细胞中,检测双荧光素酶活性变化。结果表明:miR-10a-5p在7个物种间具有高度保守性,成熟序列均为UACCCUGUAGAUCCGAAUUUGU;Target Scan生物信息学网站预测到miR-10a-5p具有包括E2F3基因在内的共241个潜在的靶基因;E2F3基因片段经PCR扩增获得大小约1 288 bp的清晰条带,测序结果与预期一致;转染miR-10a-5p mimics能显著降低猪E2F3基因野生型质粒双荧光素酶活性(P0.05)。说明猪E2F3基因3′UTR双荧光素酶报告基因质粒构建成功,且其与miR-10a-5p之间存在靶向关系。     

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。     

猪microRNA-206新靶基因G6PD的鉴定及表达模式分析

利用生物信息学软件Targetscan预测miR-206的靶基因,并获得6个与肌纤维类型相关的候选靶基因。分析miR-206与其中一个候选靶基因G6PD的结合位点及最小自由能,将miR-206与G6PD野生型和突变型G6PD双荧光素酶报告载体共转染至293T细胞,利用双荧光素酶报告基因系统证实miR-206与G6PD的靶标关系;采用qRT-PCR分别检测miR-206和G6PD在猪不同组织、不同肌纤维类型的肌肉以及高低组肌内脂肪含量样品中的表达水平。结果显示,猪miR-206与G6PD的3′UTR存在3个结合位点;双荧光素酶报告基因系统分析结果显示,过表达miR-206能显著降低野生型G6PD质粒的荧光活性,共转染miR-206后,突变质粒M1、M2、M4的双荧光素酶活性显著高于野生型G6PD质粒(P0.05),而突变质粒M3与野生型G6PD质粒无显著差异(P0.05);猪miR-206在骨骼肌组织中特异性表达,且在快肌中表达量显著高于慢肌(P0.05)。G6PD在脂肪组织中的表达普遍高于其他组织,除心肌外,G6PD在骨骼肌中的表达量最低,但其在快肌和慢肌中的表达量无显著差异(P 0.05)。miR-206和G6PD在高低组肌内脂肪含量样品的表达量均无显著差异(P0.05)。结果表明,猪miR-206通过前2个结合位点靶向调控G6PD,但G6PD不能影响猪骨骼肌肌纤维类型的转化与肌内脂肪沉积,其功能以及miR-206调控肌纤维的机制仍需进一步探究。     

microRNA let-7b靶向IGF2BP3调控鸡成肌细胞增殖的研究

为探讨miRNA let-7b介导IGF2BP3调控鸡成肌细胞增殖的作用机制,研究利用let-7b过表达载体转染鸡成肌细胞,通过双荧光素酶报告系统、MTT、q PCR、Western blot和ELISA进行功能验证。结果表明:(1)采用双荧光素酶报告系统和突变试验证明let-7b靶向作用于IGF2BP3的3′UTR。(2)let-7b在成肌细胞中过表达后,细胞增殖受到一定程度的影响,与空质粒组相比,细胞数量呈现下降趋势。(3)let-7b可使靶基因IGF2BP3 mRNA表达量下调2.33倍,差异显著(P0.05),对IGF2、IGF1 mRNA表达量的影响差异不显著(P0.05)。综合分析,miRNA let-7b主要通过靶向调控IGF2BP3 mRNA和蛋白质表达水平,从而影响鸡成肌细胞的增殖。     

牛骨骼肌特异性启动子的筛选

分别构建含有牛骨骼肌α-肌动蛋白（α-actin）启动子、牛骨骼肌肌球蛋白轻链2(mylpf)启动子及牛肌酸激酶(ckm)启动子的荧光素酶报告基因表达质粒。将3种荧光素酶表达质粒分别与含有海肾荧光素酶的质粒共转染牛成肌细胞和牛成纤维细胞。经双荧光素酶检测得到转染成肌细胞,72 h后,α-actin启动子的表达量显著高于mylpf启动子和ckm启动子,转染成纤维细胞72 h后,这3种启动子的表达量和空载体相近。结果表明,α-actin启动子在成肌细胞中的表达效率高于mylpf启动子和ckm启动子;3种启动子在成纤维细胞中的表达量与空载体相近,证明了这3种启动子的骨骼肌特异性。通过对骨骼肌特异性启动子的研究,为外源基因在骨骼肌组织的特异性表达提供了试验依据,为进一步研究转基因肉牛奠定了基础。     

bta-microRNA-145对胰岛素样生长因子1受体-磷脂酰肌醇3激酶-蛋白激酶B/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白信号通路相关基因表达的影响及其潜在靶标的揭示

本文旨在研究bta-microRNA-145(bta-miR-145)对胰岛素样生长因子1受体-磷脂酰肌醇3激酶-蛋白激酶B/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(IGF1 R-PI3 K-Akt/mTOR)信号通路相关基因表达的影响,为从microRNA的角度研究奶牛的泌乳调控提供依据.以原代奶牛乳腺上皮细胞为研究对象,分别转染bta-miR-145过表达模拟物(mimic)、bta-miR-145抑制表达模拟物(inhibitor),实时定量PCR检测与IGF1 R-PI3 K-Akt/mTOR信号通路相关的15个基因表达的变化.结果表明:bta-miR-145过表达和抑制表达没有引起预测靶标胰岛素样生长因子1受体(IGF1R)、胰岛素受体底物1(IRS1)、β-酪蛋白(CSN2)基因的mRNA表达量发生显著变化(P＞0.05);btamiR-145过表达可引起真核生物翻译起始因子4E(EIF4E)基因的mRNA表达量的显著下调(P＜0.05),抑制表达引起EIF4E基因的mRNA表达量显著上调(P＜0.05),并且通过生物信息学分析发现牛EIF4E的3'非翻译区(3'UTR)上存在bta-miR-145的可能结合位点.以上结果提示,bta-miR-145对IGF1 R-PI3K-Akt/mTOR信号通路具有一定的调节作用,EIF4E为bta-miR-145的潜在靶标.     

miR-194-5p靶向调控BCKDHA基因的表达

旨在预测并验证调控支链氨基酸分解代谢的限速酶支链α-酮酸脱氢酶复合体(Branched-chainα-ketoacid dehydrogenase complex,BCKDH)中α亚基即BCKDHA基因表达的关键miRNA。本研究利用3个在线软件预测与该基因具有靶标关系的miRNAs。利用荧光定量PCR检测小鼠3T3-L1前脂肪细胞分化过程中和超表达后关键miRNA与BCKDHA的表达量。结果表明,miR-194-5p是调控BCKDHA表达的一个关键miRNA,其种子序列与BCKDHA3′UTR第190~196位碱基完全互补。MiR-194-5p的表达随分化时间呈下降趋势,而BCKDHA mRNA则呈上升趋势。双荧光素酶报告结果也显示二者具有靶标关系,miR-194-5p下调BCKDHA的表达。超表达miR-194-5p后,BCKDHA的表达显著下调(P0.05)。由此证明,miR-194-5p通过与BCKDHA基因3′UTR结合抑制其表达。