miR395abcd与其靶基因ATRX在不同耐寒木薯品种中对低温响应的差异性分析

通过实时定量PCR方法分析了mi R395abcd与其靶基因ATRX在两个木薯品种的4种低温处理下的差异表达情况,靶基因的定量引物设计在与mi RNA结合区的上游、结合边缘、结合区3个位置。结果显示mi R395abcd与其靶基因在两个木薯品种、4种低温处理和3个靶基因引物位置的表达量均不同,且mi R395abcd在C4和SC124两个品种间4种低温处理的6组两两比较中的相对表达量呈现完美的反向关系。进一步比较发现mi R395abcd与靶基因的负相关性在C4中最好,尤其是位于mi RNA与m RNA结合区上游的a引物的消长关系在AH(驯化后寒害:25~14℃驯化5 d后再降至4℃)和NAH(非驯化寒害:25℃直接降至4℃)中表现得最典型。具体而言,mi R395abcd在C4的AH和NAH处理中上调而在SC124的AH和NAH处理中下调表达,前期表型分析中AH和NAH处理下C4的低温胁迫症状小于SC124,预示着mi R395abcd的上调表达有利于木薯减轻低温伤害,其表达差异能够表征C4和SC124在耐低温性能的表型差异,且mi R395abcd对其靶基因ATRX的调控在木薯低温响应过程中起着正向保护作用。     

水稻miR169o及其靶基因OsNF-YAs对缺水胁迫的早期表达模式

Micro RNAs(mi RNAs)是一类小的非编码RNA,在植物逆境胁迫应答中发挥重要的调控作用。mi R169可受干旱胁迫诱导表达,而过表达mi R169则可以增强植物对干旱的耐受性。然而,mi R169及其靶基因NF-YAs在水稻干旱胁迫条件下的表达动态至今尚不清楚。对水稻进行不同时间缺水处理,用q RT-PCR法定量测定了水稻根、茎、叶组织中mi R169o及其靶基因表达的动态变化。结果表明,随着缺水处理时间的增加,水稻不同组织中mi R169o表达量总体上有升高趋势;而靶基因(NF-YA1、NFYA2和NF-YA3)表达模式基本与mi R169o的表达模式相反,但并不全部对应。推测在水稻干旱胁迫早期反应中,mi R169o可能主要调控了部分特定靶基因的表达。此外,mi R169o在水稻根、茎、叶组织中的表达和丰度存在着明显的差异,具有组织特异性。     

毛白杨真菌胁迫下miRNA靶基因预测和生物信息分析

目前,关于杨树在真菌胁迫下其mi RNAs对基因的调控作用研究较少。准确快速地预测并鉴定mi RNA靶基因,对揭示真菌胁迫下mi RNAs在基因调控中的作用至关重要。该文根据mi RNA的进化保守性,通过靶基因预测软件ps RNATarget,以已知的毛果杨mi RNAs为探针,与毛白杨真菌胁迫下转录组的基因序列比对,找到其中347个mi RNAs的772个靶基因,分别编码与植物激素信号传导、植物病原互作、谷胱甘肽代谢等与植物抗病密切相关的蛋白。mi R393通过转录后水平作用于靶基因,调节生长素信号以响应多种外界刺激。该研究发现了mi R393的11个靶基因,主要参与生长素介导的信号通路;其中6个靶基因(SD1-13、CYP83B1、AFB2、TIR1、AFB3和PSBR)存在差异表达,这些基因是研究mi R393的生物学功能的关键候选基因。     

大豆miR172家族成员序列及表达模式初步分析

Micro RNAs(miRNAs)在植物的生长发育以及植物对环境的适应方面发挥了重要的作用,成为近几年研究的热点。mi R172家族是一个保守的mi RNA家族,之前的研究表明mi R172的作用涉及生长期过渡、闭花受精、花器官发育、开花时间调控等方面。但是到目前为止,人们对大豆mi R172家族的了解还不是很清楚。本实验通过mi RBase、PLACE数据库及DNAman软件对gma-mi R172家族成员的前体序列、成熟序列、启动子序列进行比较分析,发现gma-mi R172家族成员成熟序列虽然高度保守,但前体序列具有一定的差异,这可能导致了各成员的功能差异;启动子分析显示其启动子含有光反应原件和多种非生物胁迫响应元件,推测其可能参与大豆的开花调控和逆境胁迫响应。通过实时定量PCR分析了大豆mi R172成员的组织特异性表达情况。利用PMRD数据库对gma-mi R172的靶基因进行了生物信息学分析,获得了7个AP2-like类转录因子,参与花器官发育、开花时间调控及非生物胁迫响应的方面。上述结果初步分析了大豆mi R172家族的功能与靶基因,对今后进一步分析研究大豆mi R172家族及其靶基因打下了基础。     

阿霉素诱导下的肝癌细胞HepG2中微小RNA差异表达分析

旨在研究阿霉素诱导引起的DNA损伤压力下,肝癌细胞Hep G2中参与DNA损伤应答的mi RNA,并分析这些mi RNA靶基因参与肝癌DNA损伤应答相关的生物学进程与通路。通过小RNA测序检测阿霉素处理肝癌细胞Hep G2前后mi RNA的差异表达情况,使用GO与KEGG通路富集方法对差异表达mi RNA靶基因进行功能富集分析。结果显示,共检测出显著表达差异mi RNA 68个,其中上调13个,下调55个。mi RNA靶基因的功能分析结果显示,53条mi RNAs靶基因显著富集于调控细胞增殖、细胞凋亡、细胞迁移和细胞周期等与DNA损伤应答以及肿瘤相关的生物进程和信号通路,包括p53信号通路、癌症通路、Wnt信号通路和MAPK信号通路等。研究表明,在阿霉素诱导下,Hep G2中的差异表达mi RNAs与DNA损伤相关的肿瘤生物学进程以及信号通路显著相关,预示这些mi RNAs在阿霉素引发的肝细胞癌DNA损伤应答中起着重要的作用。     

木薯IPT基因的序列分析及其乙烯和茉莉酸甲酯诱导表达特性

木薯是一种重要的能源和淀粉作物,具有较强的抗逆性。为研究木薯中决定细胞分裂素合成的IPT基因如何被逆境信号调控,从木薯基因组数据库中获得了两个Me IPT基因,序列分析显示两者启动子区同时具有茉莉酸和乙烯响应元件。以木薯品种"华南八号"悬浮培养细胞为材料,利用q RT-PCR检测木薯Me IPT1和Me IPT2基因在乙烯利和茉莉酸甲酯处理后的表达模式。结果显示茉莉酸甲酯处理后两个基因显著上调,但乙烯信号对其的影响却不尽相同。这些数据说明这两个Me IPT基因可被乙烯和茉莉酸信号调控,并推测其在进一步影响细胞分裂素的生物合成中可能受整合后的不同激素信号调控。     

动植物microRNA的起源、合成及作用模式

micro RNA(mi RNA)是一种真核生物内源产生的长度约为20~23个核苷酸的非编码小分子RNA,作为一种调控因子广泛存在于动物和植物中。虽然动植物mi RNA均是通过对靶基因进行转录后负调控从而参与动植物的生长发育过程,但动植物mi RNA起源方式和合成途径却不尽相同,其对靶基因调控的作用模式也存在很大差异。该文就动植物mi RNA在起源、合成及作用模式上的异同点作一综述,为深入认识动植物mi RNA提供理论依据。     

miR-183家族在肿瘤中作用机理的最新进展

micro RNA是真核生物中一类长约18~25个核苷酸的小分子非编码RNA,它们可以与m RNA的3′-UTR结合在转录后水平调控基因的表达。很多报道表明,mi RNA参与了肿瘤的发生发展调控。mi R-183家族的三个成员mi R-183、mi R-96和mi R-182都与肿瘤密切相关。研究发现,在前列腺癌、肺癌、结肠癌、乳腺癌等肿瘤中mi R-183家族表达异常,其机制是通过调控多种靶基因参与其中。本文综述了mi R-183家族在常见高发肿瘤中的研究现状。     

微小RNA靶基因预测及功能分析方法综述

miRNA主要的功能是与靶标miRNA的3′或5′非翻译区甚至CDS区进行不完全不精确的碱基配对,从而抑制信使RNA(miRNA)的翻译或降解miRNA。然而,目前对大多数mi RNA的调节机制及其结合的靶基因知之甚少。基于计算生物学的mi RNA靶基因预测提供了一种有效且经济的分析方法,对目前几个典型的mi RNA靶基因的生物信息学分析方法进行了系统阐述,详细论述了mi RNA靶基因的预测方法和靶基因下游的生物信息学分析,包括mi RNA差异筛选、靶基因预测、靶基因富集分析、mi RNA和靶基因相互作用网络的构建、mi RNA与通路的网络构建等,系统论述了mi RNA差异表达的分析方法和步骤,为实验验证结果提供了可靠的参考方法,为开展mi RNA的功能分析和实验研究提供借鉴。     

麻竹miR172a靶基因DlAP2的克隆及其表达

为了解开花麻竹(Dendrocalamus latiflorus)的Dl AP2基因功能,采用RT-PCR和RACE技术克隆了mi R172a靶基因AP2同源序列c DNA全长,命名为Dl AP2。结果表明,Dl AP2基因c DNA全长为1729 bp,包含5′端非编码区81 bp、开放阅读框1464 bp、3′端非编码区160 bp和24个碱基的Poly A尾巴,在编码框靠近3′端130 bp处有1个高度匹配mi R172a的结合位点(CTGCAGCATCATCAGGATTCT)。Dl AP2编码487个氨基酸的蛋白,具有两个AP2结构域,属于AP2/ERF家族AP2亚家族的AP2组,与来自其它单子叶植物的AP2蛋白均有较高同源性。RLM-5′RACE分析表明,mi R172a主要在靶序列的第11~12个碱基之间剪切靶基因Dl AP2的mi RNA。q RT-PCR结果表明,麻竹花芽中Dl AP2基因的表达规律与mi R172a表达变化正好相反,证明mi R172a对Dl AP2基因的表达具有调控作用。     

植物逆境抗性相关转录因子的研究进展

植物各种诱导性基因的表达主要受特定转录因子在转录水平的调控。转录因子也称反式作用因子,通过与靶基因启动子中的顺式作用元件结合发挥调节作用。根据与DNA结合的区域不同,转录因子分为若干个家族。本文综述了与植物逆境抗性相关的4个转录因子家族：bZIP类、WRKY类、AP2/EREBP类和MYB类在逆境信号转导中的作用以及它们在植物抗逆基因工程改良中的应用现状。     

植物逆境抗性相关转录因子的研究进展

植物各种诱导性基因的表达主要受特定转录因子在转录水平的调控.转录因子也称反式作用因子,通过与靶基因启动子中的顺式作用元件结合发挥调节作用.根据与DNA结合的区域不同,转录因子分为若干个家族.本文综述了与植物逆境抗性相关的4个转录因子家族:bZIP类、WRKY类、AP2/EREBP类和MYB类在逆境信号转导中的作用以及它们在植物抗逆基因工程改良中的应用现状.     

蒙古沙冬青AmMYB4-like基因的克隆与表达分析

基于已有研究工作基础,从蒙古沙冬青[Ammopiptanthus mongolicus(Maxim)Cheng.f]中分离到1个编码MYB类转录因子基因,命名为Am MYB4-like。该序列长度为1 145 bp,含有一个由960 bp组成的开放阅读框,编码319个氨基酸,具有R2和R3保守结构域,属于R2R3-MYB转录因子。荧光定量PCR分析结果表明,Am MYB4-like在叶片中参与低温和干旱胁迫应答,在根中主要参与干旱胁迫应答。构建了p PZP212-Am MYB4-like植物表达载体,旨为进一步研究Am MYB4-like的功能奠定基础。     

小麦非生物胁迫相关基因TaAIM的表达分析

MYB转录因子是一个在植物的应激反应中起着核心作用的蛋白质家族.为了进一步研究小麦非生物胁迫诱导转录因子的表达特性,利用同源克隆的方法从小麦中获得了 1个R2R3-MYB转录因子基因TaAIM,采用生物信息学方法对TaAIM的序列进行分析,采用半定量RT-PCR方法研究TaAIM在不同组织以及不同非生物逆境胁迫条件下的表达.序列分析表明,TaAIM的全长cDNA序列为1 509 bp,开放阅读框为960 bp,编码319个氨基酸,蛋白质预测分子量约为35.207 kD,等电点为4.8,预测其蛋白质二级结构包含12个α-螺旋.系统进化树分析表明,TaAIM与二穗短柄草中的1个R2R3-MYB转录因子有较高的相似性.序列多重比对表明,TaAIM与其同源蛋白序列的MYB结构域均高度保守.半定量RT-PCR分析表明,TaAIM在小麦各个组织中均表达,在根和叶中的表达量较为明显;在盐、PEG、ABA和低温处理后均能够诱导TaAIM表达.这些结果表明,TaAIM基因参与了小麦对非生物胁迫的响应,可为进一步研究TaAIM的生物学功能提供理论基础.     

固有免疫信号分子hsa-miR-146b调控脑卒中关联信号分子的生物信息学分析与实验研究

该研究旨在运用生物信息学方法预测固有免疫信号分子hsa-mi R-146b与脑卒中关联的分子调控网络。实验运用UCSC基因组浏览器、人类mi RNA疾病数据库、TF-mi RNA调控数据库、mi RNA靶基因预测验证数据库和Genecards数据库研究hsa-mi R-146b的上游转录因子、下游靶基因及信号通路的多个调控途径,绘制hsa-mi R-146b的核心调控网络图。采用脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)刺激慢病毒感染的小胶质细胞BV2细胞,采用实时定量PCR检测早期生长反应基因1(early growth response 1,EGR1)、Toll样受体4(Toll-like receptor 4,TLR4)、mi R-146b、脑源性神经营养因子(brain derived neurotrophic factor,BDNF)和基质金属蛋白酶9(matrix metalloproteinase 9,MMP9)的m RNA水平变化,对hsa-mi R-146b调控网络进行验证。UCSC数据库中显示,hsa-mi R-146b在多个物种中具有高度保守性。生物信息学分析显示,hsa-mi R-146b受转录因子EGR1调控的同时,又调控下游TLR4、BDNF和MMP9等39个靶基因。所有基因构成一个以hsa-mi R-146b为核心的调控网络,在脑卒中的发生与发展中起着重要作用。在LPS刺激的BV2细胞中,EGR1、TLR4、mi R-146b、BDNF和MMP9m RNA水平升高,而RNA慢病毒技术干扰小胶质细胞中的EGR1的表达后,TLR4、mi R-146b和MMP9 m RNA水平降低,BDNF升高,表明EGR1是调节mi R-146b表达和下游信号分子TLR4、BDNF和MMP9的关键信号分子。综上所述,生物信息学方法预测并初步验证了hsa-mi R-146b分子在脑卒中疾病中的调控网络,为深入阐明hsa-mi R-146b在脑卒中疾病中的机制奠定了实验基础。     

microRNA在植物生长发育中的研究进展

microRNA(miRNA)是一类广泛存在于植物体内,长约20-25个核苷酸的内源性非编码小分子RNA,通过定向降解靶基因mRNA和抑制其翻译,从而在转录后水平控制靶向基因的表达来调控多种多样的生物功能,包括植物的生长发育、生殖和对逆境胁迫的响应。已有的研究表明,miRNA及其靶基因不仅在植物的时序转换中是一个关键调控因子,也在茎尖发育、叶形态建成、花器官发育和开花时间等过程中发挥着重要调控作用。重点介绍mi RNA在调控植物生长发育过程以及发育可塑性过程中的研究进展,并对植物miRNA研究中有待进一步阐明的问题进行了探讨和展望,以期为深入解析miRNA在调节植物组织和器官模式中的功能,以及植物形态多样性中的作用和分子调控网络提供参考。     

子宫肌瘤差异表达microRNA的定量分析及靶基因鉴定

Micro RNA(mi RNA)是一类非编码单链小分子RNA,广泛参与人类各种生理、病理过程。最新研究提示,mi RNA在子宫肌瘤中起着重要调控作用,该研究试图对子宫肌瘤组织中差异表达mi RNAs进行表达验证及靶基因鉴定,结果发现,与瘤旁组织相比,mi R-363、mi R-490、mi R-135b等的表达水平在肌瘤组织中有着4~6倍的上调,而mi R-217、mi R-590、mi R-451则下调3~5倍。通过软件预测结合表达定量分析,发现其中mi R-363的靶基因为卵泡激素相互作用蛋白1基因(folliculin interacting protein 1,FNIP1)和溶质载体家族蛋白12成员5(solute carrier family 12 member5,SLC12A5)。mi R-135b的靶基因核受体亚科3 C组,成员2(nuclear receptor subfamily 3,group C,member 2,NR3C2)在肌瘤组织中表达有显著下降,而mi R-590的靶基因锌指蛋白367基因(zinc fi nger protein 367,ZFN367)和去泛素水解酶1基因(yeast OTU deubiquinating enzyme 1 homolog,YOD1)在肌瘤组织中的表达水平显著上升。进一步的报告基因分析发现,其中FNIP1、NR3C2、ZNF367的3′UTR能够与相应的mi RNA结合。分析相同肌瘤样品中表达水平的关系发现,这三个靶基因表达均与相应的mi RNA呈显著的负相关。该研究的发现为子宫肌瘤的分子机制研究和诊治提供了新的参考。     

靶向Wnt1的miRNA与circRNA及其靶基因间相互作用的生物信息学分析

为对靶向Wnt1的7种mi RNAs进行circ RNAs及其靶基因的预测,同时分析其与circ RNAs及靶基因间的相互作用,分别采用Starbase及mi RWALK软件,对文献报道的靶向Wnt1基因的let-7e、mi R-21、mi R-34a、mi R-122、mi R-148a、mi R-148b与mi R-152等7种mi RNAs的circ RNAs和对应的靶基因进行生物信息学预测.利用Cytoscape 3.2.1对这7种mi RNAs和预测所得到的circ RNAs及对应的靶基因进行网络分析.并进一步对预测到的靶基因通过DAVID软件进行通路分析.Starbase软件对这7种不同mi RNAs所预测的靶circ RNAs的数量分别为58、15、41、20、28、28、28个.分别比较mi RWALK中7~9个以上软件共有的mi RNAs及其与靶基因的关系,发现CHD7基因是唯一一个在三种不同预测范围内与mi R-21、mi R-148a、mi R-148b和mi R-152等4种mi RNAs相对应的靶基因.CNOT6、NBEA、ZFYVE26与ZDHHC17是在两种不同预测范围内与至少4个mi RNAs相对应的靶基因.在7种mi RNAs所预测靶基因相关的KEGG信号通路中,7~9个软件以上共有的信号通路为Focal adhesion信号通路、MAPK信号通路、Notch信号通路与TGF-beta信号通路.在MAPK信号通路中DUSP1与MRPS35_hsa_circ_001042均分别是与mi R-21、mi R-148a、mi R-148b及mi R-152等4种mi RNAs相互作用的靶基因与circ RNA.本研究对靶向Wnt1的mi RNAs及其相互作用的circ RNAs、靶基因与信号通路等进行了网络分析与预测,为进一步分析它们之间的相互作用奠定了基础.     

木薯MeMYC2.2基因耐低温功能研究

MYC2（MYeloCytomatosis）转录因子是植物应对逆境胁迫过程中茉莉酸信号传导相关的核心转录因子。本研究旨在初步分析木薯MeMYC2.2基因在低温胁迫响应中的功能。利用生物信息学分析木薯MeMYC2.1和MeMYC2.2基因的结构及其编码蛋白的理化性质;通过定量PCR分析了上述2个基因在木薯组培苗叶片中对低温胁迫的响应;通过转基因拟南芥研究MeMYC2.2的抗冻功能。木薯组培苗叶片中2个MeMYC2基因的表达均在低温胁迫早期被诱导,其中,与MeMYC2.1相比,MeMYC2.2差异表达更显著。MeMYC2.2蛋白主要定位于细胞核中,且在酵母中具有明显转录自激活功能,表明该蛋白具有转录因子特性。与野生型相比,过表达MeMYC2.2的转基因拟南芥抗冻能力显著提高。在低温处理下,CBF3基因在转基因拟南芥中的表达量要明显高于其在野生型的表达量,但另外3个CBF基因在转基因拟南芥中的表达量明显下降。木薯MeMYC2.2的表达受低温和茉莉酸调控,可以提高植物的抗冻性,且可能影响CBF基因对低温的响应。本研究为进一步利用MeMYC2基因改良木薯的低温耐受性奠定了理论基础。     

意大利蜜蜂幼虫肠道在球囊菌胁迫后期的差异表达微小RNA及其靶基因分析

【目的】蜜蜂球囊菌Ascosphaera apis(简称球囊菌)是一种特异性侵染蜜蜂幼虫肠道的致死性真菌病原。微小RNA(microRNA,mi RNA)是一种在转录后水平对m RNA进行负调控的关键调控因子。本研究旨在对意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica(简称意蜂)幼虫肠道在球囊菌胁迫后期的差异表达mi RNAs(DEmiRNAs)及其靶基因进行深入分析,为揭示DEmiRNAs在胁迫应答中的作用提供重要信息。【方法】利用small RNA-seq(s RNA-seq)技术对正常及球囊菌侵染的意蜂6日龄幼虫肠道(分别表示为Am CK和Am T)进行测序,通过相关生物信息学软件对DEmiRNAs进行预测和分析。利用TargetFinder软件预测DEmiRNAs的靶基因,然后利用Blast软件对靶基因进行GO和KEGG数据库的功能注释。通过Cytoscape软件构建DEmiRNAs与其靶m RNAs的调控网络。通过茎环实时荧光定量PCR(stem-loop RT-qPCR)验证测序数据的可靠性。【结果】Am CK和Am T的测序分别得到9 230 496和10 823 667条有效序列标签; Am CK vs Am T比较组中包含15个上调和6个下调mi RNAs,分别结合3 503和3 252个靶基因,它们可分别注释到40和39个GO terms以及104和99条代谢通路;进一步分析发现调控网络中的17个DEmiRNAs靶向结合116个与丝氨酸蛋白酶相关的m RNAs,14个DEmiRNAs靶向结合54个与泛素介导的蛋白水解相关的m RNAs。Stem-loop RT-qPCR验证结果显示随机选择的4个DEmiRNAs (mi R-251-x,mi R-9277-y,mi R-1672-x和mi R-4968-y)的表达量变化趋势与测序结果一致,表明测序数据真实可信。【结论】本研究率先对意蜂幼虫肠道在球囊菌胁迫后期的DEmiRNAs及其靶基因进行预测与分析,提供了mi RNAs的表达谱和差异表达信息。ame-miR-927b,mi R-429-y和mi R-8440-y等DEmiRNAs可能参与对丝氨酸蛋白酶的调控和对泛素介导的蛋白水解的调控,DEmiRNAs与靶基因之间存在复杂的调控网络关系。DEmiRNAs可参与到意蜂幼虫肠道与球囊菌间的互作。