microRNA的功能及家蚕microRNA的研究进展

microRNA(miRNA)是一类长度约22个碱基的内源性非编码小分子RNA,具有广泛的调节基因表达的功能,与生命体的发生、生长、发育和分化过程密切相关。miRNA除了对靶基因mRNA的翻译抑制、降解等起到负调控作用,还有去抑制和miRNA激活作用等正调控作用,以及竞争性内源RNA(ceRNA)调控机制。在家蚕中已经鉴定了许多新的miRNA,通过深度测序技术和利用基因芯片数据等分析了蚕体各个发育时期及不同组织中miRNA的表达特征,关于家蚕miRNA的功能及靶基因研究也成为热点。本文对miRNA的形成、生物学功能、靶基因预测等进行概述,并特别介绍家蚕miRNA的研究进展。     

家蚕消化液中抗病毒因子的研究进展

家蚕是一种鳞翅目的模式昆虫,具有重要的经济价值和科研价值。家蚕幼虫容易遭受病原体的侵染,其中以病毒病的危害最为严重。中肠在家蚕先天性免疫中起着重要的作用,是抵御病原体的第一道天然屏障。从家蚕的消化液中发现并分离出许多抗病毒物质。通过讨论病毒对家蚕的感染模式以及消化液中的抗病毒因子的研究进展进行综述,为抗病毒免疫的进一步研究以及其他生物的病毒病研究提供参考。     

感染二分浓核病毒家蚕相关MicroRNA的筛选与鉴定

二分浓核病毒(bidensovirus,BDV)是家蚕病毒病的主要病原之一。为了筛选和鉴定家蚕体内与BDV感染相关的差异表达microRNA(miRNA),对家蚕品种JS的3龄起蚕添食BDV,36 h后收集家蚕并提取总RNA,采用高通量测序技术分析家蚕感染BDV后应答的miRNA,从中筛选出24个显著差异表达的miRNA,其中14个为已知miRNA,10个为新发现的miRNA。进一步利用反转录PCR(RT-PCR)技术对上述24个miRNA进行验证,发现这些miRNA均在家蚕幼虫体内表达;利用实时荧光定量PCR(qPCR)技术检测家蚕感染BDV后这些miRNA的表达情况,发现其中9个miRNA表达上调,15个miRNA表达下调,其中表达上调倍数最高的为bmo-miR-1923,相对表达上调了8.87倍,表达下调倍数最高的为bmo-miR-13b-3p,相对表达下调了6.97倍。此外,根据测序结果进行生物信息学预测和分析差异表达miRNA的靶基因,并利用GO分析对靶基因进行功能分类,发现这些靶基因主要参与了细胞过程、催化、结合和代谢过程。研究结果将为阐明家蚕抗BDV的分子机制提供数据参考和技术支持。     

家蚕杆状病毒侵染机制研究获得新进展

正家蚕是一种鳞翅目的模式昆虫,与杆状病毒相互作用的研究具有多方面的应用价值。家蚕和杆状病毒相互作用机制的阐明对害虫的生物控制,外源蛋白的真核表达和宿主免疫抗性等方面都有十分重要的意义。西南大学家蚕基因组生物学国家重点实验室以杆状病毒和家蚕为模型,揭示病毒在侵染过程中与宿主的相互作用。该项研究是实验室继抗病毒育种研究之后,在病毒感染机制研究取得的又一重要成果。实验室通过分析杆状病毒易感品系和正常大造品系发现家蚕spry基因在易感品系中低表达。     

MicroRNA的生物学功能及其与肿瘤诊断和治疗的研究进展

MicroRNA(miRNA)是一类真核生物中长度为19~25个核苷酸的非编码小RNA分子,具有高度的保守性。miRNA在生物体内普遍存在,与mRNA不完全互补结合使真核生物体内mRNA降解或抑制其翻译,使其在转录后水平调控基因的表达。近年来已发现了大量的miRNA分子,它们在序列、结构、表达及功能等方面都不同程度地表现出了多样性,在生命活动中起着重要作用,与基因表达、生长、发育和行为等都密切相关。miRNA作用机制的深入研究对疾病的诊断、治疗和预后以及基因药物、肿瘤的研究都有十分重要的意义。miRNA领域的研究已成为热点,学术界正围绕着miRNA靶基因的分离和miRNA真实的生物功能展开深入的研究。其中,miRNA与肿瘤的发生和发展的关系十分密切。论文对miRNA的生物学功能及其与肿瘤诊断、治疗、预后的临床应用进行综述。     

对家蚕抗核型多角体病毒的研究策略及研究进展

由家蚕核型多角体病毒(Bm NPV)引发的家蚕血液型脓病是生产上危害最为严重的蚕病之一。国内外学者从研究家蚕的抗病遗传规律、选育对病毒具有抵抗力的家蚕品种,一直到应用现代分子生物学技术研究病毒的基因组、转录组和蛋白组,研究病毒的侵染规律及与蚕体的互作,基于RNAi和CRISPR/Cas9技术培育转基因抗病毒素材等,已经取得了诸多进展。本文系统总结近10年来有关家蚕抗Bm NPV研究在上述各个方面取得的重要成果,并对未来家蚕抗病毒机制研究和抗病毒分子育种趋势以及亟需解决的科学与技术问题进行探讨,以期为不断深入的家蚕抗病毒研究提供参考。     

植物MicroRNA的研究进展

MicroRNA(miRNA)是生物体内一类非编码小RNA分子,长度为21～24个碱基,主要通过对靶基因mRNA的翻译抑制、降解等负调控方式在转录后水平精确有效地调控基因的表达。近年来研究发现,miRNA在植物生长发育、生理生化进程、逆境响应、器官生成、信号传导、细胞调亡等多个方面发挥重要的调控作用,其中,在桑树响应非生物逆境胁迫和抵抗黄化型萎缩病等方面起到重要调控作用。本文从植物miRNA的生物合成、作用机制、生物学功能和miRNA及其靶基因的鉴定等方面进行综述,以期为桑树等植物miRNA的深入研究提供一些思路和参考。     

动物miRNA的最新研究进展

miRNA是一类长度为20～24 nt的非编码单链小分子RNA,其功能和作用是近年来分子生物学界关注的重点。miRNA具有控制基因表达及细胞分化、增殖和凋亡等多种功能,可能对基因功能研究和疾病防治探索有重要意义。作者综述了miRNA的发现、生物学特征及功能、生成过程、作用机制和鉴定方法的研究进展。     

microRNA在反刍动物中的研究进展

微小RNA(microRNA,miRNA)是一类长度在22个核苷酸左右的小分子非编码RNA,通过与3'端非翻译区的碱基配对靶向调节mRNA的表达从而抑制其翻译或降解。miRNA广泛存在于动物和植物中,可以参与调节多种发育调控和生物学过程,本文在总结miRNA的来源、作用机制、预测方法及其基因表达与功能的基础上,综述了其在反刍动物中的研究进展。     

植物microRNA的生物学功能及其在砧穗互作中的研究进展

microRNAs 在调控植物生长发育、胁迫应答和信号转导等方面发挥重要作用,是目前生物科学的研究热点。本文论述了植物miRNA的产生机理、特征、对靶基因的作用机制,及miRNA的生物学功能,对植物miRNA可通过嫁接进行长距离运输方面的研究进展进行了论述和讨论,并对开展嫁接对柑橘miRNA表达的影响,挖掘在砧穗间可转移的miRNA方面的研究进行了展望。     

家蚕胚胎各发育时期酚氧化酶原基因的转录活性分析

酚氧化酶在昆虫体液免疫反应中起着非常重要的作用。利用GenBank上登录的家蚕酚氧化酶原基因的cDNA序列设计特异引物．通过半定量RT—PCR技术检测了家蚕胚胎各发育时期（从未受精卵到产卵后第9d）酚氧化酶原基因的转录活性,发现该基因的转录表达具有时空特异性。我们的试验结果为进一步研究家蚕酚氧化酶原基因的功能提供了新的线索。     

家蚕bHLH基因的染色体定位与系统发生分析

bHLH转录因子在真核生物生长发育调控中具有重要作用。以原有家蚕bHLH基序为查询序列,从最新版本的家蚕基因组数据库(SilkDB)中鉴定出52个家蚕bHLH家族成员,并将其中47个成员的编码区域定位到家蚕染色体上。分析家蚕与黑腹果蝇、蜜蜂、赤拟谷盗bHLH基序氨基酸序列的系统发生,结果呈现如下特点:(1)4种昆虫ASCa家族中的Ase蛋白功能相近,家蚕中有2种果蝇Ac蛋白的同源蛋白,而没有果蝇Sc和Lsc的同源蛋白;(2)4种昆虫HES家族中的Hairy蛋白功能相近,家蚕BmHES3可能是果蝇Dpn或Side的同源蛋白,家蚕BmHES1和BmHES2分别是赤拟谷盗HES1和蜜蜂HES2的同源蛋白;(3)家蚕比其它3种昆虫分别多出1个Clock家族与AHR家族成员,意味着家蚕在长期的人工驯化过程中可能在昼夜节律的调控与对外源毒素刺激的响应方面演化出了新的机理。汇总了与家蚕52个bHLH成员对应的果蝇、蜜蜂和赤拟谷盗同源蛋白序列及44种家蚕bHLH蛋白序列登录号。以上结果可为进一步开展家蚕bHLH基因结构与功能研究提供较为系统、完整的背景资料。     

利用生物信息学方法预测家蚕核型多角体病毒基因组编码的miRNA

microRNAs(miRNAs)是长度为18～25 nt的非蛋白质编码小RNA分子,可以通过抑制有关基因mRNA的翻译从而调控机体的生长发育、疾病发生等过程。在很多病毒中发现有miRNA的存在,这些miRNA可能在病毒基因的表达以及与宿主的相互作用中发挥作用。利用vMir软件预测家蚕核型多角体病毒(BmNPV)基因组可能编码的miRNA前体序列,对BmNPV基因组扫描分析后,得到7条能形成发夹结构的可能是miRNA的候选前体序列。以BmNPV添食感染5龄起蚕,72 h后取幼虫血淋巴提取总RNA,对这7条序列进行反转录PCR验证,其中扩增出的5条序列在BmNPV基因组中有相同的序列,推测这5条序列为BmNPV基因组编码的miRNA前体序列。进一步分析5条miRNA前体序列的发夹结构,并用反转录PCR的方法验证其成熟体序列,结果在5条miRNA前体序列共扩增出6条在BmNPV基因组中有相同序列的成熟体序列,它们分别位于不同的ORF之间,是BmNPV基因组编码的miRNA。利用在线靶基因预测程序RNAhybrid和RNA22预测到6条miRNA在BmNPV中的13个可能的靶基因,其中有6个靶基因是病毒的结构蛋白基因,2个为晚期表达因子基因,5个为未知功能基因。推测这些BmNPV基因组编码的miRNA可能与病毒感染宿主有关。     

芸香苷诱导家蚕谷胱甘肽-S-转移酶omega家族基因的表达变化

谷胱甘肽-S-转移酶(GST)是在机体的解毒代谢和抗氧化过程中起重要作用的超家族酶系。分析家蚕(Bombyx mori)GST omega家族基因在体内摄入植物次生物质芸香苷后的表达变化,为从代谢生理研究家蚕对农药的抗性,以及探讨植物次生代谢物质影响鳞翅目害虫对农药的敏感性的机制提供参考。采用双跟踪标定定量PCR(dual-spike-in qPCR)方法,检测添食不同浓度芸香苷溶液的家蚕5龄幼虫的中肠和脂肪体中GST omega家族不同基因的转录水平,结果显示添食质量浓度为5×10-2 ng/μL的芸香苷溶液能诱导GST基因的转录水平发生显著变化:与对照相比,中肠中BmGSTo1、BmGSTo2和BmGS-To3基因在诱导后24 h的相对转录水平分别上升了7 143、1 391和3 398倍;在脂肪体中BmGSTo1的转录水平最高且在诱导后2 h达到最大值。与添食5×10-2 ng/μL芸香苷溶液处理组相比,添食5×10-1 ng/μL芸香苷溶液诱导后GST基因在蚕体组织转录水平上升的幅度较小,并且达到峰值的时间不同,而添食5×10-3 ng/μL芸香苷溶液诱导后并不能使GST基因的转录水平发生变化。研究结果提示:家蚕GST omega家族基因可能参与对摄入蚕体内的芸香苷的代谢。     

家蚕和野桑蚕酚氧化酶原基因的组织表达差异比较

酚氧化酶在昆虫体液免疫反应中起着非常重要的作用。根据GenBank中登录的家蚕和野桑蚕酚氧化酶原基因cDNA序列设计特异引物,用半定量RT-PCR方法检测了家蚕和野桑蚕各组织中酚氧化酶原基因(PPO1和PPO2)的表达谱,发现该基因在家蚕和野桑蚕组织中的表达差异较大,且具有明显的组织特异性。家蚕PPO1基因只在血液中被检出有很高的表达,而野桑蚕PPO1基因在血液和头部中均有表达,且在血液中的表达量最高;PPO2基因在家蚕组织中的表达量从高至低顺序为血液、脂肪体、卵巢、头部、表皮、精巢、中肠和丝腺,而在野桑蚕组织中的表达量从高至低顺序为血液、头部、中肠、表皮、精巢、卵巢和脂肪体,在丝腺中没有被检出有表达。推测可能是由于起源于野桑蚕的家蚕在长期的驯化及人工选择过程中引起了酚氧化酶原基因功能的变化。     

miRNA对乳腺发育及泌乳调节作用的研究进展

microRNA(miRNA)是一类在转录后调节基因表达的非编码RNA,已有大量研究表明,miRNA参与多种生命活动的调节,包括细胞增殖与分化、激素分泌、新陈代谢、肌肉和脂肪的形成发育、免疫应答反应、疾病的发生和肿瘤的形成等.近年来miRNA已成为生命科学研究中的亮点.随着miRNA的发现及其功能研究的深入,有关乳腺生长发育和泌乳调控的研究也进入了miRNA调控的新层面.文章总结了乳腺发育和泌乳过程中miRNA表达的阶段特异性及健康乳腺和乳腺病变时miRNA的差异表达,综述了miRNA对乳腺发育和泌乳的调节作用,旨在为从miRNA层面研究乳腺发育及泌乳提供新思路.     

家蚕胚胎发育相关基因的分析(英文)

在家蚕基因组中检索分析了与果蝇86个胚胎发育相关基因同源的基因。分析结果表明,在果蝇的这86个基因中,有62(72%)个基因在家蚕基因组中存在直向同源关系,其中58(67%)个基因并且在家蚕、果蝇、冈比亚按蚊3种昆虫的基因组间呈现1∶1∶1直向同源关系。通过比较分析发现,体节极性决定基因在3种昆虫基因组间最为保守。同果蝇和冈比亚按蚊相比,家蚕中决定背-腹部形成的基因分化最大。进一步利用芯片数据对其中的12个母性基因在家蚕5龄第3天幼虫生殖腺中的表达情况进行分析:有2个基因(orb和nanos)在卵巢中特异表达;4个基因(spire、Ras85D、gd和arrest)在精巢中特异表达;另外的6个基因(exuperantia、vasa、pumilio、mago nashi、nudel和dorsal)在精巢和卵巢中均有表达,但是其中的2个基因(pumilio和nudel)在雌、雄间的表达量存在显著差异。研究结果为家蚕发育调控机制的进一步研究提供了重要线索和数据信息。     

mRNA和miRNA调控动物肌肉生长发育及其在绵羊中的研究进展

mRNA和miRNA对动物肌肉生长发育具有重要的调控作用。肌肉的生长发育是动物生命过程中的重要阶段,直接影响动物的肉用性能。近年来,越来越多的mRNA和miRNA被鉴定和验证,它们参与动物肌肉的形成、肌肉细胞增殖分化等过程并在其中发挥重要的调控作用。本文综述了动物肌肉形成机制、mRNA和miRNA在动物肌肉生长发育过程中所发挥的作用及其在绵羊中的研究进展,旨在为今后肉用绵羊培育提供参考。     

参与家蚕免疫反应的clip丝氨酸蛋白酶家族基因分析

丝氨酸蛋白酶在昆虫的新陈代谢和生长发育等多种生理过程中起重要作用,特别是含clip结构域的丝氨酸蛋白酶与昆虫的免疫级联激活途径密切相关。为探索家蚕clip丝氨酸蛋白酶在家蚕先天免疫反应信号通路中的作用,对家蚕(Bombyxmori)与烟草天蛾(Manduca sexta)中鉴定获得的含有clip结构域的丝氨酸蛋白酶进行序列比对和系统进化分析,发现BmSP78与MsPAP-1、BmSP127与MsHP8、BmSP124与MsHP1、BmSP125与MsHP17位于同一进化支上,4对clip丝氨酸蛋白酶的氨基酸序列相似度分别为70%、68%、81%和57%,另外的8个蛋白酶BmSP23、BmSP111、BmSP95、BmSP135、BmSP129、BmSP137、BmSP91和BmSP99构成了家蚕特有的一群clip丝氨酸蛋白酶。用革兰阴性细菌沙雷氏菌和革兰阳性细菌黑胸败血菌分别注射感染家蚕5龄第4天幼虫后,通过半定量RT-PCR检测分析clip丝氨酸蛋白酶基因在不同感染时间点的表达特征:病原菌诱导后蚕体中有11个clip丝氨酸蛋白酶基因mRNA转录水平有明显变化,其中BmSP102和BmSP96于黑胸败血菌诱导12 h后在血细胞中明显上调表达,而BmSP125在沙雷氏菌和黑胸败血菌感染12 h后的脂肪体中均明显上调表达。研究结果为建立家蚕clip丝氨酸蛋白酶可能参与的免疫级联反应路径提供了重要线索。     

家蚕脂蛋白基因BmLp-c21的表达分析及蛋白质亚细胞定位

家蚕30 kD脂蛋白家族在家蚕的生长发育过程中具有重要的生理功能。从家蚕蛹cDNA文库中克隆到一条编码30kD蛋白质的基因cDNA序列,该序列全长2 803 bp,ORF为792 bp,编码含263个氨基酸残基的脂蛋白(low molecular 30K lipo-protein pBmHPC-21;GenBank登录号:Q00801),命名为BmLp-c21。将BmLp-c21克隆至原核表达载体pET-28a(+),转化E.coli Rosetta(DE3),IPTG诱导表达后通过亲和层析得到纯化的融合蛋白,并免疫新西兰大白兔制备多克隆抗体。亚细胞定位显示BmLp-c21主要存在于细胞质中,呈点状或者片状分布。通过实时荧光定量PCR和Western blotting方法,分别检测到家蚕不同发育时期和5龄幼虫不同组织中BmLp-c21 mRNA的转录水平与蛋白质的表达水平存在较大差异,在蛹期及5龄幼虫血淋巴中的mRNA转录水平和蛋白质表达水平最高。初步推测BmLp-c21在家蚕蛹的变态发育过程以及蚕体脂质的运输方面具有重要的功能。