鸡miR-10b-5p生物信息学及组织表达分析

【目的】 通过对苏禽3号肉鸡的miR-10b-5p进行靶基因预测、生物信息学分析及其在鸡不同生长时期组织表达变化规律研究,探索其在鸡肌肉生长发育中作用。【方法】 通过文献和miRBase检索脊椎动物的miR-10b-5p序列,利用Ensembl数据库查询并确定miR-10b-5p在基因组中的位置,根据前体序列构建系统进化树;使用miRDB、microT和TargetScan网站预测miR-10b-5p靶基因,并对靶基因进行GO功能和KEGG通路分析,进而揭示miR-10b-5p的基因功能。采用实时荧光定量PCR技术检测不同生长时期鸡miR-10b-5p组织表达量,探索其在大脑、小脑、垂体、下丘脑、胸肌、腿肌、卵巢、心脏、肝脏、脾脏、肺脏和肾脏组织中表达变化。【结果】 miRBase检索共获得59种动物59条miR-10b-5p序列,即每一种动物都只有一种miR-10b-5p形式。基因定位分析发现,鸡miR-10b-5p位于2号染色体上的HOX基因家族中。常见物种miR-10b-5p成熟序列比对分析结果表明,miR-10b-5p的成熟序列相似性较高,物种间较为保守。系统进化树分析发现,miR-10b在哺乳类中的灵长目、啮齿目、鸟类、鱼类中各自先聚为一支,然后再共同聚为一类,这表明miR-10b在进化过程中是保守的。靶基因预测发现,miR-10b-5p共有300个靶基因。GO功能分析发现,靶基因主要富集到染色质组装和基因表达的转录后调控、组蛋白甲基转移酶复合物、转录因子复合物等功能。KEGG通路分析表明,靶基因主要富集到Wnt和p53信号通路上。组织表达分析显示,miR-10b-5p在检测的各个组织中均有表达;3日龄时大脑、小脑、垂体、胸肌和腿肌中miR-10b-5p表达量显著高于心脏、下丘脑、肾脏和肺脏等组织(P<0.05);90日龄时,垂体、胸肌、腿肌和大脑中miR-10b-5p表达量显著高于其他组织(P<0.05)。与3日龄雏鸡相比,90日龄时垂体、胸肌和腿肌中miR-10b-5p表达量均显著上升(P<0.05)。【结论】 鸡miR-10b-5p是组织广泛表达的miRNA,miR-10b在进化过程中是保守的,其可能通过Wnt及p53信号通路调控肌肉细胞增殖分化,进而调控鸡肌肉生长发育。     

静原鸡let-7a-5p的靶基因预测及组织表达分析

【目的】了解let-7a-5p的生物学信息,初步探索其在静原鸡肌肉组织中的功能作用。【方法】利用生物信息学方法对转录组测序获得的静原鸡let-7a-5p的成熟序列进行保守性分析,使用miRDB、TargetScan和miRanda在线软件预测let-7a-5p的靶基因,取其交集进行GO功能和KEGG通路富集分析,并利用实时荧光定量PCR检测let-7a-5p在静原鸡公鸡和母鸡各组织中的表达水平。【结果】let-7a-5p的成熟序列在各物种间高度保守,共预测得到38个基因集合。在生物过程、细胞组分和分子功能中靶基因富集较多的GO条目有细胞过程、生物调节、细胞、结合和催化活性;靶基因显著富集于聚酮糖单元生物合成、AGE-RAGE信号通路在糖尿病并发症中的作用、泛素介导的蛋白水解、TGF-β信号通路和加压素调节的水重吸收信号通路,且富集最多的是代谢途径、AGE-RAGE信号通路在糖尿病并发症中的作用、泛素介导的蛋白水解和MAPK信号通路。let-7a-5p-靶基因互作主要通过作用于靶mRNA的3′-UTR抑制表达或使其降解。组织表达发现,let-7a-5p在静原鸡公、母鸡的心脏、肝脏、脾脏、...     

hsa-miR-21-5p靶基因预测及生物信息学分析

【目的】试验旨在对hsa-miR-21-5p的序列保守性和靶基因进行生物信息学分析,为进一步探讨其在卵母细胞成熟过程中的功能及调节机制提供思路。【方法】从GEO数据库获取人卵母细胞不同成熟阶段对应的卵丘细胞基因表达谱数据(GSE31681),利用R软件筛选差异表达基因(DEGs),通过FunRich软件预测DEGs的靶向miRNAs,找出hsa-miR-21-5p靶向的DEGs,获得miRNA-mRNA关系对;利用BLAST程序进行相似性比对,通过Mega 11.0软件构建系统进化树,采用ViennaRNA Web Services预测pre-miR-21-5p的二级结构;使用miRTarBase网站预测hsa-miR-21-5p靶基因,并进行GO功能和KEGG通路富集分析;通过STRING数据库建立蛋白质互作网络,并利用Cytoscape软件进行可视化分析。【结果】共筛选出7个卵母细胞成熟过程中GV/MⅡ期对应卵丘细胞中hsa-miR-21-5p靶向的DEGs。对物种间miR-21-5p序列分析发现,人pre-miR-21-5p与小鼠、褐家鼠、黄牛、绵羊、笔尾树鼩、猕猴的相似性均达9...     

Ssc-miR-133a-5p的靶基因预测及其相关信号通路的生物信息学分析

课题组前期通过高通量测序技术发现,microRNAssc-miR-133a-5p在肥胖猪脂肪组织中表达水平显著下调,推测其可能在脂肪沉积过程中发挥了重要作用。分析ssc-miR-133a-5p序列保守性,利用TargetScan,miRDB和miRWalk在线分析工具预测其候选靶基因,进一步对候选靶基因进行蛋白质互作分析以及KEGG分析,最后将预测的靶基因与课题组前期筛选出的与猪脂肪沉积能力相关的基因取交集。结果表明ssc-miR-133a-5p候选靶基因PPARGC1A与RORA等,参与AMPK,TNF,与胰岛素分泌等信号通路。结果提示ssc-miR-133a-5p的候选靶基因可能通过多种信号通路发挥重要作用。文章的结果可为microRNA参与猪的脂肪生成调节机制提供科学依据。     

猪miR-199a-5p对脂质生成的影响及其靶基因的预测和分析

本研究旨在分析miR-199a-5p对猪肌内脂肪细胞脂质生成的影响及作用机制。采集淮南猪不同育肥时期(育肥前期、中期和后期)的背最长肌和皮下脂肪组织,通过实时荧光定量PCR分析其表达变化趋势;合成miR-199a-5p的mimics,转染猪原代肌内脂肪细胞,诱导分化后通过油红O染色观察过表达miR-199a-5p对脂质生成的影响;结合之前筛选到的脂肪型和瘦肉型猪差异表达mRNAs、lncRNAs和circRNAs,使用miRanda软件筛选miR-199a-5p的靶分子,并用GO和KEGG富集分析法对这些mRNAs、lncRNAs的共表达基因和circRNAs的来源基因进行功能分析。结果显示,随着育肥进程,miR-199a-5p在背最长肌中表达量持续上调,而在皮下脂肪组织中表达量先下调后上调;过表达miR-199a-5p可抑制肌内脂肪细胞的脂质生成。共筛选到9个mRNAs、5个lncRNAs和1258个circRNAs包含miR-199a-5p结合位点,GO分析主要富集于内质网和肌动蛋白结合,KEGG分析发现主要富集于糖、脂质和蛋白质代谢。提示miR-199a-5p可能通过与lncRNAs和circRNAs互作间接调控靶基因,参与调控肌肉发育、脂质生成和代谢,可作为影响肉质性状的候选miRNA。     

miRNA-148a-3p的生物信息学分析及其在小鼠不同组织中的表达水平检测

旨在研究小鼠不同组织中miR-148a-3p的表达情况,并对其进行生物信息学分析,构建miR-148a-3p基因相关网络,进一步阐明其在机体中的作用.本研究以6周龄雄性C57BL/6 J小鼠胃、肺、脾、皮肤、肝、心和肾7个组织为研究材料,每组3个重复,进行3次平行试验.利用qRT-PCR技术比较小鼠不同组织中miR-1...     

牦牛miR-652靶基因预测及生物信息学分析

为进一步探索牦牛miR-652在骨骼肌发育过程中潜在的作用机制,试验从miRbase数据库中下载已有物种的miR-652序列,与牦牛miR-652序列进行比对分析保守性,利用Targetscan软件预测miR-652的靶基因,并与已报道的靶基因合并为靶基因集合;采用g:Profiler和KOBAS 3.0在线软件分别对...     

猪miR-199a-5p对脂质生成的影响及其靶基因的预测和分析

本研究旨在分析miR-199a-5p对猪肌内脂肪细胞脂质生成的影响及作用机制。采集淮南猪不同育肥时期（育肥前期、中期和后期）的背最长肌和皮下脂肪组织,通过实时荧光定量PCR分析其表达变化趋势;合成miR-199a-5p的mimics,转染猪原代肌内脂肪细胞,诱导分化后通过油红O染色观察过表达miR-199a-5p对脂质生成的影响;结合之前筛选到的脂肪型和瘦肉型猪差异表达mRNAs、lncRNAs和circRNAs,使用miRanda软件筛选miR-199a-5p的靶分子,并用GO和KEGG富集分析法对这些mRNAs、lncRNAs的共表达基因和circRNAs的来源基因进行功能分析。结果显示,随着育肥进程,miR-199a-5p在背最长肌中表达量持续上调,而在皮下脂肪组织中表达量先下调后上调;过表达miR-199a-5p可抑制肌内脂肪细胞的脂质生成。共筛选到9个mRNAs、5个lncRNAs和1 258个circRNAs包含miR-199a-5p结合位点,GO分析主要富集于内质网和肌动蛋白结合,KEGG分析发现主要富集于糖、脂质和蛋白质代谢。提示miR-199a-5p可能通过与lncRNAs和circRNAs互作间接调控靶基因,参与调控肌肉发育、脂质生成和代谢,可作为影响肉质性状的候选miRNA。     

牦牛miR-381的靶基因预测及生物信息学分析

旨在对牦牛miR-381的靶基因进行预测和生物信息学分析,探索其影响牦牛肌肉发育的作用机制。将高通量测序获得的牦牛miR-381序列与miRbase数据库中已有物种miR-381成熟序列的保守性进行比对分析,利用TargetScan、miRDB和miRanda对miR-381靶基因进行预测,交集的基因与miRTarbase数据库中已证实的靶基因合并后进行基因本体论富集和信号通路富集分析。结果显示,miR-381序列在各物种间高度保守,其靶基因主要参与转录调控过程、横纹肌发育的负调节、细胞周期、心脏发育、肌肉收缩和细胞增殖等生物学过程。信号通路分析结果显示靶基因显著富集于Wnt、TGF-β、MAPK和Notch信号通路等与肌肉发育相关的通路中。由此推测,miR-381可能通过抑制Wnt、MAPK和TGF-β等信号通路的靶基因,进而调控牦牛骨骼肌的发育。研究结果将为进一步探讨miR-381在牦牛肌肉发育中的作用奠定理论基础,同时也为解析牦牛肌肉发育的分子机制提供新的思路。     

绵羊miR-150靶基因预测及生物信息学分析

为探究miR-150在绵羊卵巢中的调控机制,本研究利用生物信息学方法对miR-150进行靶基因预测与分析。通过miRBase数据库获取miR-150成熟序列,进行序列比对和保守性分析;利用Ensemble数据库搜索miR-150前体序列,并利用PROMO在线软件对其上游2 000 bp的启动子区进行转录因子结合位点预测;通过TargetScan和miRwalk在线软件预测并取靶基因的交集,采用DAVID和KOBAS在线软件对预测靶基因进行GO功能和KEGG通路富集分析;利用Networkanalyst在线软件对靶基因进行功能性蛋白的互作分析,绘制miR-150靶基因参与的调控网络;利用YM500V2在线软件分析miR-150靶基因在不同组织和疾病中的差异表达水平。结果显示,miR-150成熟序列在不同物种间具有高度保守性;miR-150启动子区存在p53、ID1、FOXO4等转录因子结合位点。GO功能分析结果显示,主要富集在RNA聚合酶Ⅱ启动子转录的正调控等生物过程,锌离子结合、DNA结合、转录DNA模板等分子功能,以及核、核质、胞质、胞质核周区域等细胞组分。KEGG通路富集结果显示,主要富集在癌症通路、癌症中蛋白聚糖、人乳头瘤病毒感染、乳腺癌、调节干细胞多能性等信号通路。miR-150靶基因互作分析发现,靶基因PIK3R1、PIK3CB、CTNNB1与其他蛋白存在较多靶向关系,参与了雌激素信号通路、细胞衰老、磷脂酰肌醇信号系统、TGF-β等通路。根据YM500V2在线软件分析miR-150在不同组织和疾病中的表达发现,在血液中表达水平最高,在卵巢、胰腺、淋巴和皮肤中表达水平相对较高,在脑和肾上腺皮质中表达水平很低或不表达。通过对绵羊miR-150靶基因的生物信息学分析,为其功能和调控机制研究提供参考依据,为绵羊miR-150在卵巢发育中的调控机制奠定基础。     

鸡EED基因的原核表达与生物信息学分析

本研究旨在获得鸡胚胎外胚层发育（embryonic ectoderm development,EED）原核表达蛋白,并利用生物信息学方法探索其潜在生物学功能。以提取的3日龄雏鸡脾脏总RNA为模板,利用RT-PCR技术扩增鸡EED基因,将其克隆至pET-32a （+）载体,构建重组表达载体pET-32a-EED,转化至大肠杆菌Rosetta感受态细胞中进行IPTG诱导表达;Western blotting检测经镍离子亲和层析法纯化的鸡EED蛋白,并利用在线软件对其进行生物信息学分析。结果显示,鸡EED基因序列全长1 341 bp,与参考序列（GenBank登录号：NM_001031376.1）相似性为99.85％;当诱导温度为28 ℃,加入终浓度为1 mmol/L的IPTG诱导剂诱导表达7 h时,可在重组菌裂解上清中纯化得到分子质量约70 ku的鸡EED融合蛋白。在线软件分析表明,鸡EED蛋白相对分子质量为50 377.92,理论等电点（pI）为6.54,为亲水蛋白,无跨膜结构域和信号肽序列,该蛋白序列与人多疏蛋白EED三级结构模板序列（6c23.1）相似,同样具有肿瘤靶点WD40结构域。结果表明,本研究成功获得大肠杆菌表达的鸡EED可溶性蛋白,且该蛋白具有重要的功能元件,可为深入探索鸡EED蛋白的生物学功能与调控机理提供材料。     

鸡FKBP5基因的克隆、生物信息学及组织表达谱分析

本研究旨在对鸡FK506结合蛋白5(FK506 binding protein 5,FKBP5)基因进行克隆和生物信息学分析,并检测其在鸡不同组织中的表达量。以鸡脾脏cDNA为模板,通过PCR方法扩增和克隆鸡FKBP5基因完整CDS区序列,并进行同源性比对及系统进化树构建;使用在线软件分析FKBP5蛋白的理化性质、疏水性、跨膜结构、信号肽、二级结构和三级结构;利用实时荧光定量PCR检测其在肢体内外翻畸形(valgus-varus deformity,VVD)组肉鸡和正常组肉鸡组织中的表达量,并绘制组织表达谱。结果显示,鸡FKBP5基因CDS区序列全长1350 bp,编码449个氨基酸;同源性比对和进化树分析表明,鸡FKBP5基因氨基酸序列与鹌鹑、鸭、壁虎、中华鳖、小鼠、人、猪、斑马鱼的同源性分别为98.4%、96.2%、85.8%、87.4%、81.1%、85.2%、86.1%和61.2%,与鹌鹑、鸭的亲缘关系最近,爬行类和哺乳类动物次之,与斑马鱼(鱼类)亲缘关系最远。鸡FKBP5蛋白分子质量为50.43 ku,理论等电点(pI)为5.94,半衰期为30 h,肽链N端为蛋氨酸(Met),不稳定系数为23.80,属于稳定蛋白;跨膜区和信号肽预测结果显示,FKBP5蛋白不属于跨膜蛋白和分泌型蛋白。结构域分析结果表明,该蛋白包括2个FKBP型肽基脯氨酰异构酶(FKBP-type peptidylprolyl isomerases)、3个四肽重复(TPR)序列,主要包含α-螺旋(46.77%)、延伸链(12.47%)和无规则卷曲(40.76%),且该蛋白与HSPA2、PPID、STIP1、HSP90AA1和HSP90AB1等互作蛋白具有很强的相关性。实时荧光定量PCR结果显示,FKBP5基因在鸡各组织中广泛表达,其中在软骨和法氏囊中表达量较高,在发病组肉鸡组织中的表达量均高于正常组肉鸡,且在心脏、腿肌、法氏囊、胸腺、软骨中表达量差异显著(P<0.05),在脾脏中表达量差异极显著(P<0.01)。本试验结果可为肉鸡骨骼疾病及腿部健康选育提供参考。     

鸡FKBP5基因的克隆、生物信息学及组织表达谱分析

本研究旨在对鸡FK506结合蛋白5（FK506 binding protein 5,FKBP5）基因进行克隆和生物信息学分析,并检测其在鸡不同组织中的表达量。以鸡脾脏cDNA为模板,通过PCR方法扩增和克隆鸡FKBP5基因完整CDS区序列,并进行同源性比对及系统进化树构建;使用在线软件分析FKBP5蛋白的理化性质、疏水性、跨膜结构、信号肽、二级结构和三级结构;利用实时荧光定量PCR检测其在肢体内外翻畸形（valgus-varus deformity,VVD）组肉鸡和正常组肉鸡组织中的表达量,并绘制组织表达谱。结果显示,鸡FKBP5基因CDS区序列全长1 350 bp,编码449个氨基酸;同源性比对和进化树分析表明,鸡FKBP5基因氨基酸序列与鹌鹑、鸭、壁虎、中华鳖、小鼠、人、猪、斑马鱼的同源性分别为98.4%、96.2%、85.8%、87.4%、81.1%、85.2%、86.1%和61.2%,与鹌鹑、鸭的亲缘关系最近,爬行类和哺乳类动物次之,与斑马鱼（鱼类）亲缘关系最远。鸡FKBP5蛋白分子质量为50.43 ku,理论等电点（pI）为5.94,半衰期为30 h,肽链N端为蛋氨酸（Met）,不稳定系数为23.80,属于稳定蛋白;跨膜区和信号肽预测结果显示,FKBP5蛋白不属于跨膜蛋白和分泌型蛋白。结构域分析结果表明,该蛋白包括2个FKBP型肽基脯氨酰异构酶（FKBP-type peptidylprolyl isomerases）、3个四肽重复（TPR）序列,主要包含α-螺旋（46.77%）、延伸链（12.47%）和无规则卷曲（40.76%）,且该蛋白与HSPA2、PPID、STIP1、HSP90AA1和HSP90AB1等互作蛋白具有很强的相关性。实时荧光定量PCR结果显示,FKBP5基因在鸡各组织中广泛表达,其中在软骨和法氏囊中表达量较高,在发病组肉鸡组织中的表达量均高于正常组肉鸡,且在心脏、腿肌、法氏囊、胸腺、软骨中表达量差异显著（P<0.05）,在脾脏中表达量差异极显著（P<0.01）。本试验结果可为肉鸡骨骼疾病及腿部健康选育提供参考。     

QDPR基因克隆及其在乌蒙凤鸡不同生长阶段组织表达研究

旨在克隆乌蒙凤鸡醌型二氢生物喋呤还原酶（quinoid dihydropteridine reductase,QDPR）基因,并检测其在不同性别乌蒙凤鸡不同生长阶段各组织中的表达差异,以研究QDPR基因在乌蒙凤鸡生长发育过程中的调控作用。本试验对乌蒙凤鸡QDPR基因CDS区进行PCR扩增和克隆,并对得到的序列进行生物信息学分析,通过实时荧光定量PCR检测QDPR基因在4、12、20和28周龄乌蒙凤鸡公鸡及母鸡的心、肝、脾、肺、肾、胸肌和腿肌组织中的相对表达量。结果表明,QDPR基因开放阅读框长度为417 bp,共编码139个氨基酸,编码蛋白为酸性不稳定蛋白,乌蒙凤鸡的QDPR基因序列与原鸡、日本鹌鹑和珠鸡的QDPR基因同源性较高;QDPR基因在不同性别乌蒙凤鸡不同生长阶段各组织中均有表达,其中,公鸡4、12和20周龄肺组织中QDPR基因表达量最高,极显著高于同一周龄其他组织（P<0.01）,母鸡4周龄肝、脾、肺中QDPR基因相对表达量为所有时期最高,极显著高于12、20周龄（P<0.01）,公鸡大多数组织中QDPR基因表达量随时间增长总体呈现出先升后降的趋势,母鸡为先降后升。结果显示,QDPR基因在乌蒙凤鸡内脏组织中的表达均高于肌肉组织,且公母鸡不同时期表达情况有所差异,试验结果可为进一步研究QDPR基因在鸡生长发育中的调控作用提供参考。