Krüppel-Like Factor 3（KLF3）基因对牛脂肪沉积的作用

【目的】通过研究牛KLF3基因对牛脂肪分化和脂肪酸代谢关键基因表达量的作用,进而探讨KLF3 基因对脂质沉积的影响。【方法】合成干扰siRNA,筛选得到KLF3基因干扰效率最高SiRNA,分离培养秦川牛肉用新品系新生牛前脂肪细胞生长至70%-90%汇合度时转染筛选得到的KLF3基因SiRNA和阴性对照SiRNA（NC）,并进行诱导分化培养至第0天和第4 天时,利用荧光定量PCR方法研究分化标志基因过氧化物酶体增殖物激活受体γ（peroxisome proliferator activated receptor γ, PPARγ）、CCAAT增强子结合蛋白（CCAAT/enhancer-binding proteins α, C/EBPα）,脂肪酸代谢关键基因脂肪酸合成酶（fatty acid synthase,FAS）、乙酰辅酶A羧化酶（acetyl-CoA carboxylase α, ACCα）和脂肪酸结合蛋白4（fatty acid binding protein 4, FABP4）基因在牛脂肪细胞分化不同时期干扰KLF3基因处理组和对照组之间表达量的变化,同时在干扰KLF3基因处理并进行诱导脂肪细胞分化的第 4天采用油红O染色法观察干扰KLF3基因处理组和对照组之间脂滴差异及采用酶联免疫吸附测定(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)方法测定甘油三酯含量进一步确定KLF3基因对牛脂肪细胞分化和脂肪酸代谢的作用。【结果】KLF3-Si2 具有最高的干扰效率达到73%。转染KLF3-Si2后PPARγ的表达量在牛脂肪细胞诱导分化的第0天 和第4 天与对照组相比分别下调了58% 和37%,达到了差异极显著（P<0.01）,C/EBPα 的表达量也分别下调了64% 和41%,达到了差异极显著（P<0.01）。脂质代谢的关键基因FABP4的表达量与对照组相比在牛脂肪细胞诱导分化的第0天和第4 天分别下调了89% 和60%,而ACCα的表达量干扰KLF3处理组与对照组相比在脂肪细胞诱导分化第0天和第4天分别下调了50% 和37%, 而FAS的表达量则分别下调了73% 和19%,都分别达到了差异极显著（P<0.01）。在牛脂肪细胞诱导分化第4天油红O染色和甘油三酯含量测定也发现干扰KLF3基因处理组与对照组相比脂滴减少,甘油三酯含量显著下降（P<0.05）。【结论】干扰牛KLF3基因可以抑制牛脂肪细胞分化和脂肪酸代谢关键基因表达量下调,进而影响脂肪的沉积。     

A novel long non-coding RNA,DIR, increases drought tolerance in cassava by modifying stress-related gene expression

Cassava is an important tropical cash crop. Severe drought stresses affect cassava productivity and quality, and cause great economic losses in agricultural production. Enhancing the drought tolerance of cassava can effectively improve its yield. Long non-coding RNAs(lncRNAs) are present in a wide variety of eukaryotes. Recently, increasing evidence has shown that lncRNAs play a critical role in the responses to abiotic stresses. However, the function of cassava lncRNAs in the drought response r...     

脂肪酸对小鼠前体脂肪细胞分化中脂代谢基因mRNA表达的影响

采用RT-PCR技术,分别研究短链和长链脂肪酸及P38 MAPK通路抑制剂SB20358对小鼠前体脂肪细胞分化过程中脂代谢相关基因转录表达的影响及其调控机制.结果表明:短链脂肪酸可提高PPARγ2和C/EBPα mRNA表达量(P<0.05),而长链脂肪酸上调PPARγ2、C/EBPα、FAS、SREBP-1c mRNA表达量(P<0.05),但脂肪酸对TGH表达量影响不显著(P>0.05);当P38MAPK抑制剂存在时,PPARγ2、FAS和SREBP-1c mRNA表达量显著下降(P<0.05),而C/EBPα和TGH表达量变化不显著(P>0.05).表明脂肪酸可通过P38MAPK通路促进PPARγ2增量表达从而促进小鼠前体脂肪细胞分化.     

水稻蜡质合成相关基因 OsCER4 自身启动子驱动的反义RNA转化植株获得

水稻OsCER4基因编码脂肪醛脱羧酶,与拟南芥CER1基因高度同源,是否参与植物表面蜡质合成尚不清楚,为了探讨其功能,扩增了OsCER4基因起始密码子ATG上游约2 kb的序列作为该基因的启动子,以常规技术将启动子和OsCER4基因反义片段克隆到pCAMBIA双元载体1380中,采用农杆菌介导法转化粳稻品种中花11,并进行了转化苗OsCER4蛋白的表达量变化分析.结果表明,成功构建了由OsCER4自身启动子驱动的反义RNA载体,并通过农杆菌介导法成功转入水稻中花11中,多数OsCER4基因反义转化植株为阳性转化植株,后代分离比符合3∶1,反义RNA转化植株在蛋白水平上的表达量下降.     

蜜蜂球囊菌中长链非编码RNA的调控作用

【目的】长链非编码RNA（long non-coding RNA,lncRNA）是一类二、三级结构高度保守,长度>200 nt且不具蛋白编码能力的RNA,在转录和转录后水平广泛参与调控剂量补偿、细胞分化和生长发育等生命活动。本研究基于前期获得的蜜蜂球囊菌（Ascosphaera apis,简称球囊菌）菌丝和孢子混合样品的高质量lncRNA组学数据进行球囊菌lncRNA的顺式（cis）作用、反义lncRNA（antisense lncRNA）作用和竞争性内源RNA（competing endogenous RNA,ceRNA）作用的分析和探讨,以期揭示lncRNA在球囊菌中的潜在功能。【方法】基于lncRNA基因在染色体上的位置,预测lncRNA上下游100 kb以内的蛋白编码基因;使用Blast软件将上下游基因比对到GO和KEGG数据库,以获得功能和通路注释。利用LncTar软件对反义lncRNA的靶mRNA进行预测,并使用Blast软件将上述靶mRNA比对到KEGG和eggNOG数据库。利用TargetFinder软件预测lncRNA靶向结合的miRNA及miRNA靶向结合的mRNA,根据靶向结合关系建立lncRNA-miRNA和lncRNA-miRNA-mRNA调控网络,进而通过Cytoscape v3.7.1软件进行调控网络的可视化。利用RT-PCR对调控网络中的lncRNA、靶miRNA和靶mRNA进行表达验证。【结果】共预测出371个lncRNA的5 852个上下游基因,可注释到细胞进程、代谢进程和应激反应等48个功能条目,以及新陈代谢途径、次生代谢产物的生物合成和抗生素的生物合成等121条通路,表明部分lncRNA可通过顺式作用调节上下游基因的表达,从而参与调控球囊菌的生长发育及物质能量代谢等基础生命活动。球囊菌的7个lncRNA与7个靶mRNA存在序列互补关系,其中5个mRNA在eggNOG数据库中仅注释为假定蛋白,仅gene3444在KEGG数据库注释为核孔复合体蛋白An-Nup120和假定蛋白,表明上述1个反义lncRNA可能参与调控核孔复合体蛋白的生物合成等生物学过程。此外,共预测出227个lncRNA与73个miRNA之间存在靶向结合关系,其中多数lncRNA(79.02%)仅能结合1—2个miRNA,部分miRNA可被多个lncRNA靶向结合;进一步构建氧化磷酸化通路和MAPK信号通路相关的lncRNA-miRNA-mRNA调控网络,分析结果显示氧化磷酸化通路相关的222个lncRNA靶向78个miRNA及50个mRNA,MAPK信号通路相关的222个lncRNA靶向76个miRNA及46个mRNA,表明部分lncRNA通过ceRNA作用调控此两条通路,从而影响球囊菌的能量合成、环境适应以及生长发育等过程。【结论】部分lncRNA可能通过顺式作用和ceRNA作用调节球囊菌的生长发育、物质能量代谢以及环境适应等生物学过程;MSTRG.5393.1可能作为反义lncRNA调控球囊菌的核孔复合体的蛋白合成。     

植物反义寡核苷酸的研究进展

反义寡核苷酸包括反义ＲＮＡ、反义ＤＮＡ和Ｒｉｂｏｘｙｍｅ。它能特异地拮抗内源或外源基因的表达，这为研究某特定基因功能提供了更为有效的方法，为培育抗病植株、调控次生代谢和农艺性状改良提供了可能途径。特定的化学修饰，可以啬反义寡核苷酸抗病毒和对其他特定基因的表达抑制活性。     

东方蜜蜂微孢子虫孢子中长链非编码RNA的竞争性内源RNA调控网络及潜在功能

【背景】 长链非编码RNA（long non-coding RNA,lncRNA）是一类长度>200 nt且不具有编码能力的转录本,能够在真核生物的转录水平和转录后水平通过顺式（cis）、反式（trans）或竞争性内源RNA（competing endogenous RNA,ceRNA）机制调控基因的表达,已被证明在生物体的生长和发育等生物学过程中发挥重要的调控作用。【目的】 结合测序得到的东方蜜蜂微孢子虫（Nosema ceranae）纯化孢子的small RNA（sRNA）组学数据和前期获得的lncRNA组学数据对lncRNA的调控方式进行深入细致的分析和探讨,揭示lncRNA在东方蜜蜂微孢子虫孢子中的潜在功能。【方法】 利用small RNA-seq（sRNA-seq）技术对东方蜜蜂微孢子虫纯化孢子进行测序,通过相关的生物信息学软件对测序数据进行质控。根据lncRNA与mRNA的位置关系预测lncRNA的上下游基因;使用Blast软件比对GO和KEGG数据库,对上下游基因进行功能和代谢通路注释;利用Target Finder软件预测lncRNA-miRNA及lncRNA-miRNA-mRNA调控网络,进而通过Cytoscape v3.7.2软件对调控网络进行可视化;利用RT-PCR对调控网络中的部分lncRNA、miRNA和mRNA的表达进行验证。【结果】 东方蜜蜂微孢子虫纯化孢子样品的sRNA-seq分别得到16 597 883、15 451 791和12 248 316条raw reads,经质控分别得到15 608 370、14 249 255和11 440 684条clean reads,各样品的Q30≥98.58%。共预测出lncRNA的上下游基因310个,它们可注释到代谢进程、细胞进程、催化活性、结合和细胞等相关的35个功能条目;此外还可注释到56条代谢通路,涉及嘌呤代谢、碳代谢和丙酮酸代谢等物质代谢通路,以及甲烷代谢、氧化磷酸化和糖酵解/糖异生等能量代谢通路。上述结果表明相应的lncRNA可能通过cis作用调节上下游基因的表达,从而参与调控东方蜜蜂微孢子虫孢子中的物质和能量代谢以及细胞生命活动。进一步构建lncRNA-miRNA调控网络,分析结果显示MSTRG.3636.1、MSTRG.4498.1和MSTRG.4883.1可靶向结合4个miRNA（nce-miR-7729、nce-miR-7502、nce-miR-8639和nce-miR-8565）,说明此3个lncRNA可作为ceRNA在东方蜜蜂微孢子虫孢子中发挥潜在作用。LncRNA-miRNA-mRNA调控网络分析结果显示,三者之间形成较为复杂的调控网络关系,miRNA处于调控网络的中心并联系lncRNA和mRNA,nce-miR-7502和nce-miR-8639结合的mRNA最多,达到28个;与MSTRG.3636.1、MSTRG.4498.1和MSTRG.4883.1存在靶向关系的miRNA结合多个mRNA,表明上述3个lncRNA可能通过ceRNA机制发挥作用,从而影响东方蜜蜂微孢子虫孢子中的新陈代谢和生命活动。【结论】 lncRNA可能通过cis作用调控上下游基因的表达,以及作为ceRNA通过吸附miRNA间接影响靶基因的表达,从而参与调节东方蜜蜂微孢子虫孢子中的物质和能量代谢等基本生命活动。     

意大利蜜蜂工蜂中肠发育过程中长链非编码RNA的差异表达分析

【目的】长链非编码RNA(lncRNA)在真核生物的基因表达、表观遗传和细胞周期调控等方面发挥重要功能。本研究旨在探究意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica,简称意蜂)工蜂中肠发育过程中lncRNA的表达谱及其作用。【方法】利用RNA-seq技术和链特异性建库方法对意蜂7和10日龄工蜂中肠(Am7、Am10)进行深度测序,下机的原始数据经过Perl脚本过滤得到高质量有效读段。利用bowtie工具将有效读段比对核糖体数据库,进一步利用Top Hat2软件将未比对到核糖体数据库上的数据比对到参考基因组。利用CPC和CNCI软件对转录本的编码能力进行预测。通过RT-PCR对部分lncRNA进行鉴定。利用edgeR软件进行差异表达lncRNA(DElncRNA)分析,进而预测lncRNA的上下游基因,并对上下游基因进行GO及KEGG代谢通路富集分析。联用RNAhybrid、Miranda和Target Scan软件预测DElncRNA靶向结合的mi RNA及mi RNA靶向结合的靶基因,并通过Cytoscape软件构建DElncRNAs-mi RNAs-m RNAs的调控网络。最后,通过RT-qPCR验证测序数据的可靠性。【结果】Am7和Am10的深度测序分别获得134 802 058和147 051 470条原始读段,经严格过滤分别得到134 166 157和146 293 288条有效读段;共得到3 890个DElncRNA,包括2 005个上调lncRNA与1 885个下调lncRNA。RT-PCR验证结果显示共有8个lncRNA能扩增出符合预期的目的片段,表明预测出的lncRNA真实存在。DElncRNA的上下游基因数为1 793个,它们涉及42个GO条目,包括代谢进程、发育进程、细胞进程、应激反应和免疫系统进程等;这些上下游基因还涉及251条代谢通路,包括碳代谢、嘌呤代谢和脂肪酸的生物合成等物质代谢通路,硫代谢、甲烷代谢和氧化磷酸化等能量代谢通路,Hippo信号通路、Wnt信号通路和Notch信号通路等信号通路,溶酶体、内吞作用和泛素介导的蛋白水解等细胞免疫通路,以及MAPK信号通路、Jak-STAT信号通路和NF-kappa B信号通路等体液免疫通路,上述结果表明DElncRNA在意蜂中肠发育过程中参与物质和能量代谢、细胞生命活动和免疫调控。进一步分析发现TCONS_00020918可通过调控西方蜜蜂王浆主蛋白1编码基因在意蜂工蜂中肠的营养吸收、级型分化中发挥功能。DElncRNA的调控网络分析结果显示DElncRNA与mi RNA、m RNA间存在复杂的调控关系,部分DElncRNA处于调控网络的中心位置且能靶向结合较多的mi RNA,也有部分mi RNA可被多个DElncRNA共同靶向,表明这些DElncRNA可能在中肠发育中发挥重要作用。随机挑取5个DElncRNA进行RT-qPCR验证,结果显示它们的表达量变化趋势与测序结果一致,证实了本研究测序数据的可靠性。【结论】差异表达长链非编码RNA(DElncRNA)广泛参与意蜂工蜂中肠的新陈代谢、细胞活动和免疫调控并作为竞争性内源RNA(ce RNA)发挥作用,研究结果为关键lncRNA的筛选和功能研究提供了必要的数据支持。     

捻转血矛线虫伊维菌素耐药相关长链非编码RNA及其调控功能分析

为探究捻转血矛线虫伊维菌素耐药分子标记和关键调控元件,通过高质量的长链非编码RNA(Long non-coding RNA,lncRNA)表达谱对捻转血矛线虫敏感与耐药虫株lncRNA的顺式调控(Cis-regulation, cis)和竞争性内源RNA(Competing endogenous RNA,ceRNA)调控进行分析,筛选影响虫体伊维菌素耐药机制的微小调控分子。本研究利用RNA-seq技术对捻转血矛线虫伊维菌素敏感虫株和耐药虫株进行测序,根据生物学软件预测结果,筛选出位于蛋白编码基因上下游10 kb以内的lncRNA作为顺式调控作用的元件。对差异lncRNA进行GO和KEGG富集分析,并将显著差异的lncRNA和miRNA通过Target finder和Cytoscape v3.7.1软件建立lncRNA-miRNA调控网络和可视化分析。根据miRNA调控元件对lncRNA-circRNA-miRNA-mRNA调控网络进行连通性分析,结合耐药相关信号通路的富集结果构建lncRNA-miRNA-mRNA可视化网络,同时对随机选取的10个差异lncRNA进行qRT-PCR验证。...     

猪OLR1基因对肌内前脂肪细胞分化的影响

研究氧化型低密度脂蛋白受体1(oxidized low-density lipoprotein receptor1, OLR1)基因在猪前脂肪细胞分化过程中的作用,为深入研究OLR1基因在脂肪沉积中的功能奠定基础。根据GenBank中猪OLR1基因序列(登录号:NM_213805),构建OLR1基因过表达载体OLR1-pcDNA3.1,同时合成干扰OLR1表达的siRNA。从恩施黑猪背最长肌中分离前脂肪细胞,分别将OLR1-pcDNA3.1和OLR1-siRNA转染前脂肪细胞,并对细胞进行诱导分化,至第6天,通过油红O染色、甘油三酯含量测定和荧光定量PCR检测OLR1基因对前脂肪细胞分化的影响。结果显示,OLR1过表达组脂滴明显多于对照组,甘油三酯含量显著(P<0.05)增加,成脂分化标志基因PPARγ的表达量极显著(P<0.01)升高、C/EBPα和FAS的表达量显著(P<0.05)升高;干扰OLR1后,细胞内脂滴减少,甘油三酯含量显著(P<0.05)下降,成脂分化标志基因PPARγ的表达量极显著(P<0.01)下降,C/EBPα和FAS的表达量显著(P<0.05)降低。综上表明,OLR1基因具有促进前脂肪细胞成脂分化的作用。     

鸡HOPX基因的克隆及表达分析

前期研究发现,HOPX基因在鸡脂肪组织高表达,为了解该基因在脂肪发育过程中的作用,采用RT-PCR方法,扩增和克隆鸡HOPX基因全长CDS区,并进行序列分析;采用real-time RT-PCR和半定量RT-PCR的方法,开展了HOPX基因的组织表达谱分析、HOPX基因在东北农业大学肉鸡高、低脂双向选择品系脂肪组织发育过程中的表达差异分析以及鸡脂肪细胞分化过程中的表达分析。研究结果显示,鸡HOPX基因的全长CDS区为222 bp,编码73个氨基酸。HOPX基因在鸡的多种组织中表达,其中,在脂肪组织中的表达量最高;在高、低脂系肉鸡的脂肪组织生长发育过程中,HOPX基因的表达均随年龄增长而上升,且高脂系鸡HOPX基因的表达量高于低脂系;在鸡脂肪细胞分化过程中,HOPX基因的表达呈上升趋势。HOPX基因的表达分析结果提示,该基因在鸡脂肪组织生长发育过程中发挥作用。     

White fat progenitor cells reside in the adipose vasculature

White adipose (fat) tissues regulate metabolism, reproduction, and life span. Adipocytes form throughout life, with the most marked expansion of the lineage occurring during the postnatal period. Adipocytes develop in coordination with the vasculature, but the identity and location of white adipocyte progenitor cells in vivo are unknown. We used genetically marked mice to isolate proliferating and renewing adipogenic progenitors. We found that most adipocytes descend from a pool of these proliferating progenitors that are already committed, either prenatally or early in postnatal life. These progenitors reside in the mural cell compartment of the adipose vasculature, but not in the vasculature of other tissues. Thus, the adipose vasculature appears to function as a progenitor niche and may provide signals for adipocyte development.     

猪皮下与内脏脂肪组织mRNA转录组的构建与差异分析

【目的】研究猪皮下脂肪和内脏脂肪的表型和代谢差异,找出差异转录本。【方法】选取长白母猪的皮下脂肪(背部皮下脂肪)和内脏脂肪(大网膜脂肪和肠系膜脂肪)进行表型测定及高通量转录组测序(RNA-Seq)。【结果】①背部皮下脂肪体积最大,大网膜次之,肠系膜的脂肪体积最小;与皮下脂肪相比,内脏脂肪中饱和脂肪酸含量更高(P<0.01)而不饱和脂肪酸的含量相对较低(P<0.05);②转录组测序共获得30 532 913～33 479 707个唯一比对到基因组的读段(reads),鉴定了22 015个转录本,覆盖猪已注解转录本的80.2%,同时还发现4 583～4 765个新的转录本、936～1 029个可变剪切、16 559个单核苷酸多态位点(SNPs)和1 481个插入/缺失位点(INDELs)。③皮下脂肪和内脏脂肪间差异表达的基因共有183个,基因注释(GO)和代谢通路(Pathway)分析发现它们在不饱和脂肪酸合成、羧酸代谢和炎症反应过程中有重要作用。【结论】提供了猪皮下脂肪和内脏脂肪的完善转录组信息,获得了影响脂肪酸代谢的潜在候选基因,为进一步揭示皮下脂肪和内脏脂肪的功能特征与差异提供了数据基础。     

Knockdown of ACS9 expression in Arabidopsis decreases the tolerance to salt and osmotic stress

Based on the DNA sequence of ACS9, two produced fragments were subcloned into binary vector pCAMBIA1300 in antisense and sense orientations, and the generated RNA interference (RNAi) vector was then transformed into Arabidopsis thaliana. The stress resistance function of ACS9 gene in Arabidopsis thaliana was researched by determination of stress resistance physiologic indexes, NaCl and PEG6000 resistance. The results showed that the inhibition of ACS9 expression enhanced the sensitivity to high concentration NaCl (150 mmol/L) and PEG6000 (7%) in Arabidopsis thaliana seeding stage. The proline contents and water loss rates in transgenic plants were 0.68 and 1.4 times higher than those in the wild-type leaves, respectively, indicating that the inhibition of ACS9 expression due to salt and drought resistant was reduced and suggested that ACS9 gene played important roles in plant salt and drought tolerance.     

Adipsin: a circulating serine protease homolog secreted by adipose tissue and sciatic nerve

Adipsin is a serine protease homolog whose primary structure was predicted from the nucleotide sequence of a differentiation-dependent adipocyte messenger RNA. Immunoblots probed with antisera to synthetic peptides identify two forms of adipsin that are synthesized and secreted by 3T3 adipocytes. These proteins of 44 and 37 kilodaltons are converted to 25.5 kilodaltons by enzymatic deglycosylation. Although adipsin is principally synthesized in adipose tissue, it is also produced by sciatic nerve and is found in the bloodstream. Because of the apparent restriction of adipsin synthesis to tissues highly active in lipid metabolism, its presence in serum, and its modulation in altered metabolic states, this molecule may play a previously unrecognized role in systemic lipid metabolism or energy balance.