环状RNA在雌性家畜生殖过程中的表达及作用研究进展

环状RNA(circular RNA,circRNA)是由线性前体mRNA通过反向剪接产生的一种单链共价闭合的环状长链非编码RNA分子,参与调节真核生物的基因表达。随着高通量测序技术的发展,越来越多的circRNA在雌性哺乳动物生殖系统中被发现,但其在动物生殖发育过程中的功能研究尚处于起步阶段。本文就circRNA的形成、特点、功能及其在雌性家畜生殖过程中的作用进行综述,以期为深入探究circRNA调控雌性家畜生殖发育的机制奠定理论基础。     

A型塞内卡病毒感染PK-15细胞环状RNA表达谱分析

【目的】分析A型塞内卡病毒(Seneca virus A,SVA)感染猪肾上皮细胞(PK-15)后环状RNA(circular RNA,circRNA)表达谱的变化,探究circRNAs在SVA感染过程中发挥的潜在调控作用。【方法】本研究基于Illumina HiSeq 2000平台对SVA感染及对照PK-15细胞circRNAs转录组进行测序,并对差异表达circRNAs的来源基因进行GO功能及KEGG通路富集分析,通过实时荧光定量PCR对新发现的circRNAs进行表达水平鉴定。【结果】转录组测序结果显示,SVA感染组、PK-15细胞对照组中共有432种circRNAs被发现。在SVA感染PK-15细胞中,87种circRNAs表达水平相对对照组PK-15细胞显著上调,74种circRNAs表达水平显著下调。对差异表达circRNAs的来源基因进行GO功能注释分析表明,SVA感染组差异表达circRNAs来源基因主要富集于核仁、细胞器膜和细胞大分子代谢、发育等生理过程。KEGG通路富集结果显示,SVA感染组差异表达circRNAs来源基因主要富集于胞吞过程、cAMP信号通路、Rap...     

环状RNA及其与动物生殖关系的研究进展

环状RNA(circRNA)是一类单链共价闭合的环状非编码RNA,长度约为100个核苷酸,是由线性前体mRNA通过反向剪接产生的内源转录产物,可调节真核生物的基因表达.随着下一代测序(next-generation sequencing,NGS)技术、基因沉默(小干扰RNA)技术和CRISPR/CAS技术等分子生物学技...     

circRNAs对哺乳动物肠道屏障功能的调控作用

环状RNAs(circular RNAs, circRNAs)是一类广泛参与各种生理活动的非编码RNA(non-coding RNAs, ncRNAs)。肠道是哺乳动物体内重要的消化器官，通过消化作用为机体提供营养物质和能量，同时也是机体中重要的免疫器官，肠道屏障功能的维持与动物机体健康状况息息相关。近来有研究发现，circRNAs在多种生理活动中具有重要调控作用，其在肠道屏障功能中的调节机制也逐渐被揭示。本文阐述了circRNAs的发现、特点、分类、功能、产生机制，重点综述了circRNAs在哺乳动物肠道屏障中作用机制，并展望了circRNAs在畜牧业中的应用，以期为绿色健康养殖的发展提供一定参考。     

环状RNA在畜禽中的研究进展

环状RNA(circular RNA,circRNA)是一类通过共价键连接而成的非编码闭合环状RNA(non-coding RNA,ncRNAs),主要由外显子或内含子构成,在真核生物体内广泛表达且大多定位于细胞质,具有稳定性高、特异性表达和序列保守性强等特征。circRNA可通过调节基因转录、充当miRNA的海绵体等方式发挥其生物学功能,广泛参与畜禽生长发育、繁殖及疾病发生等生理过程。该文主要从circRNA的发现、形成、特征、功能及在畜禽方面的研究进展进行综述,以期为circRNA在畜禽领域的研究提供参考,为进一步开发畜禽分子遗传标记、品种选育及疾病防控等提供新的思路及方法。     

香猪3种组织环状RNA的表达及其功能分析

本研究旨在探索环状RNA（circular RNA，circRNA）在香猪皮肤、皮下脂肪及背最长肌的表达及其潜在功能。本研究采用RNA-Seq技术和生物信息学方法，分析香猪皮肤、皮下脂肪及背最长肌circRNA的表达，对3种组织特有circRNA亲本基因进行GO和KEGG富集分析，对样品组织结构功能相关亲本基因中circRNA结合的靶miRNA进行预测。从香猪3种组织表达谱中共鉴定出6 483个circRNAs，皮肤、皮下脂肪及背最长肌分别鉴定出4 575、5 180、5 219个circRNAs，其中特异性表达的分别有83、234、586个；circRNAs在染色体上分布广泛，主要来源于外显子，少数来源于内含子和基因间隔区；多数circRNAs表达量较低；皮肤特有circRNAs的亲本基因主要参与蛋白水解、RNA转运、缝隙连接等过程，其中NF1、MAPK1等亲本基因与皮肤性疾病相关，可能以circRNAs的形式发挥作用，其中亲本基因MAPK1中的circRNA（circ-MAPK1）可结合miR-18a、miR-132、miR-411等，可能参与调控胶原蛋白的形成；皮下脂肪特有circRNAs的亲本基因富集于脂肪细胞生长、发育及癌症等信号通路，ABHD5、PTPN11等亲本基因与脂肪代谢有关，circ-PTPN11结合的miR-103、miR-107、miR-199a-5p等参与调控脂肪细胞增殖、分化及脂质沉积；背最长肌特有的circRNAs亲本基因富集于癌症、感染、肌肉发育等过程，ROCK2、PPP1CC等基因与肌细胞分化及肌肉收缩相关，circ-PPP1CC结合的miR-339、miR-181a、miR-181b等参与调控肌细胞分化、增殖及生长。综上，本研究筛选出的circRNAs及其结合的miRNAs可能参与皮肤胶原蛋白形成、脂肪沉积、肌细胞分化成熟等生物学过程。     

环状RNA的生物学功能及其在家禽中的研究进展

近年来随着高通量测序和生物信息学的发展,环状RNA （circular RNA,circRNA）在生物学领域作为新起之秀备受关注。circRNAs是一种内源性的非编码RNA （non-coding RNA,ncRNAs）,通常是由pre-mRNA的反向剪接（back-splicing）而来,形成一个共价闭合环。circRNA在真核细胞中没有自由表达的3'和5'末端,这种特殊的结构使其对核酸外切酶高度不敏感。本文综述了circRNAs的研究简史、种类、可变剪接、生物学功能及在家禽中最新研究进展,为家禽的遗传改良提供新视野。     

环状RNA研究进展

环状RNA(circRNAs)是一类不同于线性RNA的内源非编码RNA,它是通过反向剪接形成的闭合环状RNA分子。circRNA不具有5′端帽子和3′端poly(A)尾巴结构,能够稳定存在于各种类型真核细胞中。对于circRNA的数量和丰度的检测,传统分子生物学方法的能效非常有限,因此一直以来circRNA被认为是RNA异常剪接的产物。随着生物信息学的快速发展和高通量测序技术的不断革新,目前已经在真核细胞中发现了大量内源性circRNA,其中一些circRNA表达丰度高并呈现出时空表达特异性和物种间保守性,说明circRNA可能在调节基因表达方面具有重要功能。本文综述了circRNA的特征、形成机制及生物学功能,并对近年来circRNA研究进展进行归纳总结,以期为真核生物基因表达调控研究、疾病检测等提供基础资料,并对circRNA在动物分子育种方面的研究进行展望。     

circRNAs对哺乳动物胎盘养分转运和胎儿发育的影响

circRNAs是一类具有闭合环状结构的内源非编码RNA分子。近几年的研究发现,circRNAs在真核生物中普遍存在,它不但有一定的保守性和细胞特异性,而且还具有调控基因转录的作用。胎盘养分转运对胎儿发育非常重要,甚至决定了胎儿能否顺利产出,对日后生长发育状况也有很大影响。猪和鼠上的研究均表明,circRNAs在胎盘养分转运和胎儿发育过程中具有重要的调控作用。本文综述了circRNAs的来源、产生机制、分类、特点及其功能,并结合动物生产实际情况综述了circRNAs对哺乳动物胎盘中葡萄糖、氨基酸、脂肪酸等养分转运及胎儿发育的调控作用。     

非编码RNA在传染性法氏囊病病毒感染中的研究进展

传染性法氏囊病(infectious bursal disease, IBD)是由传染性法氏囊病病毒(IBD virus, IBDV)引起的急性、高度传染性和免疫抑制性禽类疾病。近年来,随着新型变异毒株的出现,IBDV仍然威胁着全球家禽养殖业的健康发展,宿主和IBDV之间的“战役”似乎永不停息。因此,迫切需要制定一种更全面和更有效的策略来控制该疾病,而深入了解IBDV与宿主之间的相互作用,将有助于开发新型疫苗。非编码RNA(non-coding RNA,ncRNAs)是一类丰富的不编码蛋白质的RNA分子,其中包括微小RNA(microRNAs, miRNAs)、长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNAs)和环状RNA(circular RNA,circRNAs)。近年来,研究发现ncRNAs广泛参与IBDV与宿主的相互作用过程,在IBDV感染中发挥重要的调控作用。本文阐述了宿主miRNAs、lncRNAs和circRNAs在IBDV感染中的作用,以期为IBDV的感染与致病机制研究提供理论参考和新思路。     

环状RNA在畜牧学中的研究进展

环状RNA(circRNA)是一种广泛、稳定存在于哺乳动物中的不具备5'末端帽子和3'末端poly(A)尾巴且具有独特闭环结构的内源性非编码RNA,具有高度保守性、组织特异性、阶段特异性以及高度稳定性等优点。按形成方式主要分为内含子circRNA、外显子circRNA、外显子-内含子circRNA以及基因间circRNA。目前对其功能的研究主要集中在与miRNA的互作、蛋白调控以及癌症等疾病方面。文中就circRNA的生物合成、功能及在畜牧学中的研究进展进行综述,以期为畜牧分子育种研究提供理论支撑。     

犬弓首蛔虫感染比格犬不同阶段肝circRNAs表达模式的分析

旨在探究终末宿主肝环状RNA （circRNAs）在犬弓首蛔虫诱导致病过程中的潜在调控作用。18只6~7周龄的比格犬被平均分为3组（感染后0.5 d组、感染后1 d组和感染后36 d组），每组包括感染和对照各3只，分别于感染后对应的时间点收集肝样品。提取感染和对照组肝的总RNA，利用高通量RNA测序，构建circRNA文库，对差异表达的circRNAs进行分析，并对差异表达circRNAs的亲本基因进行GO注释和KEGG富集分析。随机选取9个差异表达circRNAs进行实时荧光定量PCR验证。结果显示，与对照组相比，在感染后0.5、1和36 d分别有94、103和84个犬肝的差异表达circRNAs。Venn图显示，3个感染阶段没有共同表达的差异circRNAs；GO和KEGG分析显示，差异表达的circRNAs参与了宿主肝免疫与炎症的相关通路，其中差异表达的circRNA novel_circ_0016108、novel_circ_0016184和novel_circ_0027468与犬弓首蛔虫引起的天然免疫相关；novel_circ_0002212参与了犬弓首蛔虫引起的肝炎症反应；novel_circ_0002212和novel_circ_0019907在宿主肝抵抗犬弓首蛔虫侵袭的过程中发挥作用。RT-qPCR验证结果显示大多数差异表达的circRNAs与高通量测序结果一致。结果表明，肝circRNAs在犬弓首蛔虫感染终末宿主的过程中发挥着重要作用，这为进一步探究犬弓首蛔虫与宿主之间的相互作用提供了新的信息，并且也为促进疾病干预措施的制定提供参考。     

猪circRNAs的系统鉴定及特征分析

旨在系统鉴定猪基因组中的环状RNAs（circular RNAs,circRNAs）,并对其分子特征进行分析。本研究采集长白、通城和五指山猪16个发育阶段（妊娠33、40、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100和105 d的胚胎以及出生后0和10 d）9种不同组织（背最长肌、心、脾、肺、肝、肾、胃、小肠和腿肌）样品,提取RNA再进行等量混合,构建链特异性转录组文库后,利用Illumina Genome Analyzer II平台进行测序,共获得1.18亿条总reads。采用CIRI2软件鉴定circRNAs,再利用生物信息学工具对鉴定的circRNAs进行分子特征分析。结果,共鉴定了8 486条circRNAs,其主要分布在1、6和13号染色体,91%的circRNAs为外显子型,平均长度为350 nt,平均GC含量为47.11%,每条染色体上的circRNAs数目与mRNAs数目显著正相关（R=0.84,P=1.285×10^-5）。最后,筛选出3条与骨骼肌生长发育相关的circRNAs（sus-MYH2_0025、sus-CDK13_0002和sus-FANCL_0003）。分析结果表明,sus-MYH2_0025具有高度的组织特异性,sus-CDK13_0002在猪、人和小鼠中高度保守,sus-FANCL_0003在猪和大鼠中高度保守。本研究利用转录组数据在猪基因组中对circRNAs进行系统鉴定和分子特征分析,为circRNA的功能和机制研究提供了丰富的信息,并为猪分子育种提供新的潜在候选基因。     

H1N1亚型流感病毒感染A549细胞的环状RNA表达分析

通过对甲型H1N1流感病毒感染A549细胞前后表达的环状RNA进行鉴定,筛选病毒感染引起的差异表达环状RNA,为进一步研究环状RNA在流感病毒感染过程中的调控作用奠定基础。本研究从病毒感染和PBS处理的A549细胞中提取RNA,构建测序文库后进行全转录组测序。通过生信分析,鉴定了病毒感染前后宿主细胞表达的环状RNA。以未感染组为对照,使用EdgeR包,筛选条件：■、P value<0.05,筛选获得感染前后的细胞中差异表达的环状RNA。使用ClusterProfiler包对差异表达环状RNA的来源基因进行GO和KEGG分析。最后通过荧光定量PCR、外切核糖核酸酶处理、Sanger测序等手段验证了病毒感染前后宿主细胞内部分环状RNA的差异表达。结果表明：流感病毒感染细胞后,环状RNA的表达数目增加。感染组和未感染组分别鉴定到1 101和676个环状RNA表达,这些环状RNA广泛分布在所有染色体上,其中大部分(约60%)长度在300～1 000 nt,约20%的环状RNA长度超过2 000 nt。基于基因位置关系的分析发现,75%～82%的环状RNA源自外显子,12%～17%源自正链...     

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。     

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。     

环状RNA及其在生殖发育中的研究进展

环状RNA(circular RNA, circ-RNA)是一类由初始转录RNA反向剪接,形成的闭合环状RNA分子,广泛存在于真核细胞中。因不受RNA外切酶切割,所以稳定存在时间长。主要通过海绵吸附作用竞争性结合miRNA调节基因表达。circ-RNA分子鉴定及其生理调控作用成为近几年生命科学领域的研究热点,本文从circ-RNA的生成过程、在早期胚胎发育调控以及配子发育过程中的数量和作用等方面进行了综述。     

雄性动物生殖相关lncRNA的研究进展

长链非编码RNA(lncRNA)是一种长度超过200 nt且无蛋白质编码潜力的RNAs,它在调控真核生物基因表达中有着重要的作用。在动物体内,许多基因的转录能力都受到lncRNA的调控(例如性染色体与部分印记基因)。每年都有许多新的与雄性动物生殖相关的lncRNA被发现。阐明这些lncRNA在性别决定、精子发生与成熟等雄性动物生殖过程中的调控机制,对提高雄性动物繁殖性能,进而对提高畜牧生产效率及经济效益、甚至对研究人类生殖疾病都具有重要的意义。文章对lncRNA的概念、基本功能及其在PGC分化(PGC specification)、性别决定、精原干细胞(SSCs)的生长与分裂、精子减数分裂及成熟等重要雄性动物生理过程中的调节机制进行了综述。     

环状RNA在病原感染中的作用机制研究进展

环状RNA(circRNA)是一类缺乏5′和3′游离末端的共价闭合非编码RNA,在真核细胞中高度保守且普遍存在。与线性RNA相比,环状RNA对RNase R不敏感,在细胞中更稳定存在。同时,环状RNA可作为连接非编码RNA和mRNA的重要桥梁,通过多种机制调控各种生理、病理过程。近年来许多研究表明了环状RNA在病毒、细菌等病原微生物感染中的作用机制,环状RNA可作为感染性疾病诊断及预后的分子生物标志,在感染性疾病的治疗与防控中发挥重要作用。论文就环状RNA的生物学功能及其在病原感染中的作用进行综述,以期为深入研究感染性疾病的致病机制,制定有效的防控措施提供参考。     

家蚕环形RNA的预测与鉴定

环形RNA(circRNA)是具有闭合环状结构的单链RNA,其功能涉及对亲本基因转录的调控、miRNA的吸附和作为某些疾病的生物标志物。以家蚕幼虫、蛹和蛾3个发育时期蚕体的混合样本提取总RNA,利用高通量测序共获得112 271 320个测序read。采用软件Map Splice和Find_circ从获得的测序read中预测家蚕的circRNAs,其中用Map Splice预测到的circRNA共1 659条,用Find_circ预测到的circRNA共9 777条,2个软件共同预测到的circRNA有1 598条。利用circRNA预测程序CircRNApredictor.pl从家蚕转录组read(SRR315361)和家蚕基因组序列中预测到12 955条circRNA,进一步将高通量测序read匹配预测的circRNA序列,结果显示序列首尾重叠,为环状分子。通过软件miRanda预测了部分家蚕circRNA的靶miRNA。设计特异性的正、反向PCR引物对,选取其中11条SRPBM(spliced reads per billion mapping)值最高的circRNA进行PCR,产物测序鉴定为家蚕潜在的circRNA分子,其中BmcircR_3621、BmcircR_8955、BmcircR_8926、BmcircR_6123、BmcircR_8349、BmcircR_1198、BmcircR_9535、BmcircR_6215、BmcircR_7937在家蚕酪氨酸蛋白激酶Abl(tyrosine-protein kinase Abl)和异常细胞迁移蛋白10(abnormal cell migration protein 10)等的基因序列中以环的形式存在,并且主要成环位点与生物信息学预测结果一致,而BmcircR_2196和BmcircR_6226的成环位点与预测存在差异。研究结果可供家蚕乃至昆虫新型RNA分子的鉴定和研究参考。