苜蓿miR156及其靶基因生物信息学分析

【目的】分析苜蓿miR156(mtr-miR156)基因家族的序列组成及基因表达功能,为mtr-miR156跨界调控的研究提供理论基础。【方法】应用PmiREN数据库检索并分析mtr-miR156家族成员成熟序列、茎环序列和成熟序列染色体定位信息,weblogo在线网站对mtr-miR156家族成熟序列、茎环序列进行保守性分析,DNAMAN软件分析茎环序列同源性,同时利用联川生物云平台和TargentScan在线网站预测并下载获得mtr-miR156a的靶基因、靶基因GO功能富集分析和KEGG通路富集分析,通过RNAhybrid在线网站比对预测到的所有靶基因与mtr-miR156a的结合位点和结合自由能值,选择符合自由能值的靶基因进行靶基因功能分析。【结果】PmiREN数据库共检索到10个mtr-miR156家族成员;10个成员成熟序列共定位在3条染色体上;10个成员中有8个成员成熟序列完全一致,其余2个成员成熟序列高度保守;10个成员茎环序列中位于成熟序列位置的碱基与成熟序列完全一致;茎环序列同源树分析结果显示10个成员共分为3个分支,mtr-miR156g与其他成员的亲缘关系最远;...     

基于生物信息学方法的荞麦属microRNAs及其靶基因预测

MicroRNA是一类具有转录后基因调控功能的非编码小分子RNA。以传统的试验方法发现和鉴定新的miRNA是一项繁琐的工作。以生物信息学方法从数据库中筛选miRNAs及其靶基因能够极大地提高效率。植物中已报道了大量的miRNAs,但荞麦属的尚未见报道。通过荞麦ESTs和GSSs的严格筛选,共预测到13个荞麦属miRNAs(分属11个miRNA家族)。预测的miRNAs在不同的植物中表现出保守性,miRNA家族成员表现出多样性。共预测到17个潜在的靶基因,这些靶基因的功能包括代谢、生长发育、胁迫响应、信号转导等,表明miRNAs在植物生命活动中具有重要作用。miRNA家族系统进化分析表明,金荞麦的miRNAs进化与甜荞麦关系密切。以生物信息学方法从已知的数据库中预测并挖掘荞麦属新的miRNAs及其靶基因是可行的。     

热应激对羊成肌细胞部分miRNA的影响及其生物信息学分析与靶基因预测

[目的]本文旨在探究热应激对羊成肌细胞部分miRNA的影响,并对miR-23a、miR-24、miR-27a-3p和miR-30a-5p进行生物信息学分析与靶基因预测,揭示热应激下miRNA影响骨骼肌发育的调控机制。[方法]通过RT-qPCR技术研究热应激对羊成肌细胞miRNA表达量的影响;利用miRBase数据库获取不同物种中miR-23a、miR-24、miR-27a-3p和miR-30a-5p的前体序列和成熟序列,并利用MEGA X软件构建系统进化树进行相似性分析;通过TargetScan、miRDB、RNA22、miRWalk对上述miRNA进行靶基因预测,使用DAVID对预测出的共同靶基因进行GO功能与KEGG通路富集分析,最后进行miRNA、共同靶基因与KEGG通路的关联分析。[结果]热应激显著下调羊成肌细胞在增殖阶段与分化阶段miRNA的表达。miR-23a、miR-24、miR-27a和miR-30a在不同物种间的保守性较高,除了牛的miR-24以外,成熟序列基本相同,种子序列完全一致。预测出的共同靶基因主要富集在细胞增殖、分化、周期、凋亡、迁移等GO条目,以及mTOR...     

猪miR-149靶基因预测及生物信息学分析

通过对猪miR-149进行靶基因预测及相关生物信息学分析,探索其影响猪颗粒细胞凋亡和卵泡闭锁的作用机制。首先利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测ssc-miR-149在氧化应激组和正常组表达量的变化,通过转染miR-149 mimic并利用MTT和qRT-PCR检测细胞活性和凋亡基因的表达情况,同时预测ssc-miR-149与细胞凋亡相关基因的靶向关系;然后利用JASPAR、PROMO、TargetScan、miRanda、RNAhybrid、DAVID等软件和NCBI、miRBase、Ensembl等数据库对ssc-miR-149进行转录因子结合位点预测、保守性分析、靶基因预测、GO富集分析和KEGG信号通路富集分析。结果表明,氧化应激组ssc-miR-149的表达量极显著下调;但过表达ssc-miR-149时,能极显著提高细胞活性,并抑制H_2O_2诱导的凋亡相关基因(Caspase-3、PUMA和FAS)的表达;ssc-miR-149启动子区域具有SP1、p53等多个转录因子结合位点,其靶基因显著富集于TNF信号通路、Rap1信号通路和NOD样受体信号通路等。由此推测,ssc-miR-149受到SP1等多种转录因子调控,它可能通过抑制TNF、Rap1和NOD信号通路中的靶基因PUMA、Caspase-9和FAF-1来调控猪颗粒细胞的凋亡,进而影响猪的卵泡发育。     

葡萄miR164家族生物信息学分析及靶基因预测

MicroRNAs（miRNAs）对植物抗逆及生长发育过程起着重要的调控作用,而miR164是植物特有的miRNA,它对应的靶基因主要是NAC转录因子家族。采用生物信息学方法对葡萄以及其他几个物种的miR164家族成员前体进行进化分析、前体二级结构预测、成熟序列碱基保守性分析以及在葡萄NAC转录因子家族71个成员中进行靶基因预测分析。结果表明：葡萄miR164家族成员的前体序列与双子叶植物聚在一个分支,符合进化规律;葡萄miR164家族4个成员前体序列均可形成稳定的二级茎环结构,成熟序列的碱基保守性较高;葡萄miR164家族成员对应的NAC家族靶基因有2个（GSVIVT01007982001与GSVIVT01020478001）,经在NCBI进行BLAST分析,发现均与植物的根发育相关。这暗示着葡萄miR164家族与其靶基因在植物的抗逆过程中发挥重要的调控作用。     

香蕉miRNA及其靶基因的生物信息学预测

利用生物信息学方法预测香蕉中的miRNA,即通过将miRBase数据库中的已知植物的miRNA与香蕉EST和GSS数据库进行BLAST比对搜索,筛选出潜在的miRNA,最后得到16条香蕉miRNA,分属于9个miRNA家族,其中3条来源于EST数据库,13条来源于GSS数据库,并利用在线软件psRNATarget预测其靶基因,共得到168个靶基因,分别编码多种功能蛋白,参与各生物学过程。     

油菜miR169基因家族的生物信息学分析及靶基因预测

为了解油菜miR169基因家族,采用生物信息学的方法对油菜miR169基因家族成员的染色体位置、分子进化、前体序列的保守性、启动子和靶基因进行了分析。结果表明:油菜miR169基因家族成员分布在9条染色体上;系统进化分析表明,这些基因共分成2个组;其前体序列在形成成熟miRNA的位置高度保守;油菜miR169基因家族上游启动子主要元件有13个,数量最多的是胚乳表达元件、厌氧胁迫元件、热响应元件和MBS;油菜miR169基因家族的靶基因一共有16个,大部分属于NF-YA基因家族。该结果为进一步研究油菜miR169基因家族的功能奠定了基础。     

牛PEG11基因生物信息学分析

采用生物信息学方法对牛PEG11基因进行分析,为进一步揭示该基因生物学功能和其分子调控机理奠定基础。选取6种哺乳动物PEG11基因的CDS序列作为研究对象,进化分析表明:包括牛、羊、小鼠、熊猫、猪和人在内的6种哺乳动物间的遗传距离小于0.109,且牛与猪遗传距离最小,为0.036,与基因进化树分析结果一致。CpG岛在线软件预测显示,在牛中该基因上游5kb内没有CpG岛。启动子在线软件预测和转录因子分析相结合显示,启动子可能位于该基因5′端上游2 181～2 131bp处,此区域包括大量潜在转录因子结合位点,并在2 173bp处存在一个TATA框。蛋白质在线软件分析表明,PEG11基因编码一种螺旋形跨膜蛋白质,有α-螺旋、β-转角和自由卷曲3种二级结构。     

miRNA及其靶基因调控植物根系生长发育的研究进展

为阐明microRNA(miRNA)及其靶基因调控植物根系生长发育的分子机制,依据PubMed、Web of Science和中国知网数据库,以“miRNA”、“植物”和“根系”为关键词,检索了1993—2021年发表的相关文献,进行整理和归纳,分析了miRNA及其靶基因对植物根系的调控机理。结果表明：1）根系生长发育是一个复杂且高度有序的生物学过程,众多的miRNA及其靶基因参与调控。2)miRNA通过互补配对的方式对靶基因进行转录切割或翻译抑制,在转录后水平调控根系生长发育相关基因的表达。3)miRNA介导的根系生长发育调控在主根生长、侧根形成、不定根发育、根系形态结构、维管束形态、植物激素诱导、生物和非生物胁迫响应等方面发挥着重要的调控作用。     

小果野蕉microRNAs及其靶基因的生物信息学预测

通过基于表达序列标签（EST）、基因组勘测序列（GSS）和高通量测序基因组序列（HTGS）的同源序列比对搜索,以及一系列的标准筛选,最终预测到属于8个家族的10条小果野蕉miRNAs。在线软件psRNATarget预测到24对miRNAs与靶基因的互作,这些靶基因主要参与小果野蕉的新陈代谢、生长发育以及胁迫响应等过程。     

8种植物CHI基因的生物信息学分析

根据GenBank上已登录的拟南芥、苹果杂交种、草莓、桃、沙梨的栽培种美人酥、葡萄、柑橘和玉米的查尔酮异构酶基因蛋白质氨基酸残基序列,应用生物软件对其组成成分、导肽、信号肽、跨膜结构域、疏水性与亲水性、蛋白质二级和三级结构以及功能域进行预测和分析。结果表明：8种植物的CHI不具有导肽,不存在信号肽,不具有跨膜结构,推测CHI可能定位于细胞质基质中发挥功能,多肽链总体表现为亲水性;有α-螺旋、β-转折、无规则卷曲和延伸链4种二级结构,除了无规则卷曲是桃的最主要二级元件外;其余7种植物均是α-螺旋为最主要的结构元件;8种植物可能均有1个查尔酮异构酶活性部位。     

水稻2个F-box基因的生物信息学分析

对水稻中2个新的F-box蛋白基因Os5h和Os7h进行生物信息学预测分析。试验结果表明,基因序列分析确定Os5h和Os7h是F-box家族的两个基因;启动子预测分析结果表明,这两个基因含有大量的与光反应应答相关的元件,并且也都含有非生物逆境应答元件;对这两个基因进行了转录表达分析和共表达基因的分析,Os5h基因在花中表达最高,胚芽中最低,Os7h基因在根中表达相对其他组织较低,但整体表达相对比较均匀。     

大麦MBF1基因的电子克隆与生物信息学分析

通过同源比对,对大麦MBF1s基因进行了电子克隆,并通过生物信息学的方法对其及编码蛋白质进行了预测和分析.结果表明,克隆到大麦MBF1家族3个成员HvMBF1a、HvMBF1b和HvMBF1c,三者所编码蛋白质均包含典型的MBF1和HLH结构域,无可识别的信号肽和跨膜区,均为亲水性蛋白,含有数个可能的磷酸化位点.电子表达谱结果表明,3个成员在大麦的大部分组织器官中都有表达,而HvMBF1a和HvMBF1b对所分析的胁迫处理响应不明显,HvMBF1c的表达受各种处理的剧烈诱导,HvMBF1c可以作为大麦和其他作物抗逆性分子育种的重要候选基因.     

小鼠miR-151-3p靶基因筛选和鉴定

采用生物信息软件系统分析miR-151-3p的保守性,并筛选出与小鼠肌肉发育和肿瘤发生相关靶基因:蛋白激酶3(serine/threonine kinase 3,Akt 3),Twist碱性螺旋-环-螺旋转录因子(twist basic helix-loophelix 1,Twist 1)和T型电压依赖性钙通道α1g亚基(calcium channel,voltage-dependent,T type,alpha 1g subunit,Cacna1g)。采用实时定量PCR及双荧光素酶报告基因检测技术对以上靶基因进行初步验证,结果表明,超表达miR-151-3p显著抑制Akt 3mRNA表达,而Twist 1和Cacna1g mRNA表达变化不显著;双荧光素酶报告系统分析发现,miR-151-3p显著抑制野生型Akt 3报告载体相对荧光素酶活性,突变Akt 3 3′UTR与miR-151-3p结合的位点后,相对荧光素酶活性得到恢复,而Twist 1和Cacna1g基因双荧光素酶报告载体无此现象,结果证实Akt 3是miR-151-3p的靶基因。     

葡萄miR159家族生物信息学分析及靶基因预测分析

为了研究葡萄miR159基因家族在葡萄生长发育过程中发挥的作用,利用生物信息学工具和方法,对葡萄miR159家族成员进行了基因定位、前体序列二级结构预测、成熟序列保守性分析、靶基因及其功能预测以及系谱进化分析。结果显示:在葡萄miR159家族成员中vvi-miR159a和vvi-miR159b两个成员均分布在染色体15上,vvi-miR159c分布在染色体17上;葡萄miR159家族成员基本上符合进化规律;葡萄miR159家族成员的前体均可形成稳定的茎环结构,且其成熟序列都产生于其前体茎环结构的5'端臂上,其碱基序列保守性较高;葡萄miR159家族对应的靶基因主要有两个(GSVIVT01012447001与GSVIVT01037362001),经BLAST分析,主要为GAMYB转录因子家族。     

葡萄miR159家族生物信息学分析及靶基因预测分析

为了研究葡萄miR159基因家族在葡萄生长发育过程中发挥的作用,利用生物信息学工具和方法,对葡萄miR159家族成员进行了基因定位、前体序列二级结构预测、成熟序列保守性分析、靶基因及其功能预测以及系谱进化分析。结果显示:在葡萄miR159家族成员中vvi-miR159a和vvi-miR159b两个成员均分布在染色体15上,vvi-miR159c分布在染色体17上;葡萄miR159家族成员基本上符合进化规律;葡萄miR159家族成员的前体均可形成稳定的茎环结构,且其成熟序列都产生于其前体茎环结构的5'端臂上,其碱基序列保守性较高;葡萄miR159家族对应的靶基因主要有两个(GSVIVT01012447001与GSVIVT01037362001),经BLAST分析,主要为GAMYB转录因子家族。     

繁殖基因(ESR、LH、LHR、PRLR)编码区生物信息学分析

为了研究各物种ESR、LH、LHR、PRLR基因进化的特点,从GenBank下载了人、毛猩猩、黑猩猩、猕猴、欧洲兔、野猪、黄牛、大熊猫、小家鼠、仓鼠、褐家鼠11个物种的139条编码区序列(CDS),采用生物信息学方法对4种基因进行分析。结果表明,4种基因均存在较丰富的遗传多样性。其中ESR基因单位长度多态位点数为0.330 7,单位长度突变位点数为0.399 8,核苷酸多样性最低,同义替换率相对最高,平均遗传距离最小。LH基因单位长度多态位点数(0.484 8)与单位长度总突变位点(0.618 3)均最高,核苷酸多样性和非同义替换率相对最高。依据4种基因遗传距离构建的聚类图的拓扑结构存在差异,说明4种繁殖基因进化速率存在差异,ESR基因进化速率相对较慢,LH基因相对较快。