PLOD3基因3′调控区的人类特异突变改变miR-124a对PLOD3的调控

microRNAs(miRNAs)是一类在转录后水平调控基因表达的不编码蛋白质的小RNA(长度20—24个碱基)。其中,miR-124a是一个在哺乳动物中枢神经系统高度表达的miRNA,在神经前体细胞向神经元分化的过程中起着举足轻重的作用。由于miRNAs特异性地识别靶基因的3′端调控区(3′UTR)的靶序列,因此,在人类起源过程中基因3′UTR的单核苷酸序列变异有可能导致miRNA调控的改变。通过靶基因预测和3′UTR区在哺乳动物代表物种间的同源序列比较,我们发现miR-124a的靶基因中有一个基因(PLOD3)3′UTR的靶位点中存在人类特异突变位点。利用体外报告基因系统,发现PLOD3基因3′UTR靶位点中所含的一个人类特异的突变导致miR-124a对PLOD3的调控效率降低。研究表明,miRNAs靶基因3′UTR的序列变异具有功能效应,它有可能是人类中枢神经系统在起源和演化中发挥关键作用的重要遗传机制之一。     

调节猪TNF-α表达的miRNAs鉴定

肿瘤坏死因子α(TNF-α)是脂肪细胞的分泌产物之一,在脂肪中行使着复杂的调节功能,为了研究猪脂肪组织中TNF-α的表达受到哪些miRNA的调控,从猪脂肪组织基因组中获得猪TNF-α3'端非翻译区(UTR)序列,与荧光素酶质粒PGL3-control连接构建猪TNF-α的萤光素酶表达质粒PGL3-TNF-α3'UTR。生物信息学预测miR-19a,miR-124,miR-130a,miR-301,miR-506等miRNAs均靶向猪TNF-α,将这些miRNA分别与PGL3-TNF-α3'UTR质粒共转到细胞中,以乱序序列作为阴性对照(NC),检测miRNA对质粒荧光素酶活性的作用。结果发现miR-19a,miR-124和miR-130a均能够显著抑制萤光素酶的活性(P0.01),为了验证这3个miRNA是否通过各自种子序列起调控作用,突变了PGL3-TNF-α3'UTR中这3个miRNA种子序列的结合位点,结果发现miRNAs对突变质粒中的荧光素酶均无明显抑制作用(P0.05)。结果证明,miR-19a,miR-124和miR-130a与猪TNF-α均有直接的靶向关系并通过各自种子序列抑制TNF-α的表达。     

miR-124基因家族的分子进化与靶基因预测

MicroRNA (miRNA)是一类内源基因编码的长度约22个核苷酸的非编码单链RNA分子.依据其在进化中高度保守的特点,利用生物信息学方法在目前已测序的物种中搜寻在哺乳动物中枢神经系统特异表达的miR-124基因的同源序列.在80个不同的动物物种中找到了150条miR-124基因的同源序列,其中27条为新发现的序列.目前发现的miR-124基因中,除线虫cel-mir-124和小鼠mmu-mir-124-2位于内含子之外,其他均位于基因间隔区.不同物种中,miR-124基因成熟序列的相似性为89.54％,前体序列为41.98％.miR-124基因在大多数无脊椎动物中为单拷贝,而在脊椎动物中大多为多拷贝,表明从无脊推动物到脊椎动物进化过程中miR-124基因发生了重复.靶基因预测结果显示,在人、小鼠和大鼠等哺乳动物中mir-124大多靶位点也是保守的.     

miRNA与其靶mRNA的相互作用：绑定位点的质量与数量特征的整合计算分析

miRNAs通过完全或不完全的碱基互补绑定到信使RNA(mRNA)上,通过抑制翻译或者直接导致mRNA降解的方式来调节靶基因的表达．为了研究miRNAs在转录水平上面的调控作用,两种人类基因组中组织特异的miRNAs(miR-1和miR-124)被转染到HeLa细胞中,微阵列(microarray)分析转染前后细胞中各基因mRNA表达水平变化情况的结果表明：动物基因组中靶基因与miRNAs不完全的碱基互补也会导致mRNA的直接降解．通过分析实验得到的mRNA表达水平变化数据,发现这相同miRNA的不同靶基因mRNA表达水平的下调倍数有着明显的差别,推测这些靶基因mRNA序列本身存在某些影响其受调节程度的因素．为此,提取和分析这些靶基因mRNA的序列特征,通过对这些序列特征与mRNA表达水平下调数据进行统计相关分析,最终发现,miRNA靶基因受调节的程度与以下几个因素相关联：mRNA序列中miRNA靶位点的个数,靶位点与miRNA序列碱基互补的程度,以及绑定后形成二级结构的稳定程度(即最低自由能的大小)．在此基础上,初步建立起一个多因子作用下的miRNA 靶基因mRNA表达水平下调程度模型,分析表明：该模型在一定程度上可以反映了部分序列特征对于miRNA靶基因mRNA表达水平下调程度的影响．     

miRNA调控成肌分化的研究进展

成肌分化过程包括成肌细胞的增殖,然后分化为肌细胞,最后融合形成肌管;microRNA(miRNA)是一类在转录后水平调控基因表达的微小非编码RNA,它通过靶向靶基因mRNA的3'UTR,抑制其翻译或诱导其降解。已有研究表明,miRNA在成肌分化中起重要调控作用。根据表达方式的不同,分为肌肉特异表达的miRNA,有miR-1,miR-133,miR-206,miR-208,miR-499和miR-486;和非肌肉特异表达的miRNA,其中miR-27,miR-29,miR-128,miR-199a和miR-431在成肌分化过程中具有重要的调控功能。另外,阐述了几个与miRNA相互作用从而调控成肌分化的lncRNA的功能。通过介绍两类miRNA的靶基因及调控机制,阐述了最新的研究进展。     

miR-17-92基因簇microRNAs对哺乳动物器官发育及肿瘤发生的调控

microRNAs(miRNAs)是近年发现的一种高度保守的非编码小RNA, 它们通过抑制靶基因mRNA的翻译或将其降解, 在转录后水平调控基因的表达, 参与调控哺乳动物多个器官的发育过程和人类疾病的发生。miR-17-92基因簇是一个高度保守的基因簇, 编码miR-17-5p、miR-17-3p、miR-18a、miR-19a、miR-20a、miR-19b-1和miR-92-1等7个miRNAs。大量证据表明, miR-17-92基因簇miRNAs参与了心、肺、免疫系统的发育、血管生长及前脂肪细胞的分化等过程。此外, miR-17-92基因簇miRNAs在多种肿瘤中高表达, 能作为致癌基因诱发淋巴瘤和血管化肿瘤的发生, 但它也可以作为抑癌基因抑制乳腺癌细胞的增殖。文章对miR-17-92基因簇miRNAs在哺乳动物器官发育及肿瘤发生中的作用进行综述     

miRNA调控昆虫精巢干细胞自我更新相关基因的保守性分析和靶标验证

【目的】发现昆虫精巢干细胞自我更新相关基因3'UTR上的保守miRNA靶位点,为深入研究昆虫精子发生进程中的miRNA-基因调控关系提供参考。【方法】使用Blast搜索27种全变态昆虫精巢干细胞自我更新相关基因,并预测这些基因的3'UTR。使用Target Scan预测这些基因3'UTR上的miRNA靶位点。对家蚕Bombyx mori和小菜蛾Plutella xylostella的Chinmo和Imp基因包含let-7-5p靶标点的3'UTR序列进行了克隆,使用双荧光素酶报告系统对其靶标关系进行验证。【结果】在27种全变态昆虫中发现了17个精巢干细胞自我更新相关基因。利用Target Scan在这些基因的3'UTR上预测到了203个保守的miRNA靶位点。其中Zfh-1,Chinmo,Ken及Imp的3'UTR上存在大量的miRNA靶位点,但miRNA靶位点数目在不同昆虫类群中也存在很大差异。其中,Chinmo及Imp 3'UTR上的let-7-5p靶位点在昆虫中保守。分别克隆了家蚕和小菜蛾Chinmo和Imp的3'UTR,通过双荧光素酶报告系统转染239T细胞证实了let-7-5p对Chinmo和Imp两个基因的调控作用。【结论】发现在4个昆虫精巢干细胞自我更新相关基因Zfh-1,Chinmo,Ken和Imp的3'UTR上存在大量的miRNA靶标位点。其中Chinmo及Imp基因3'UTR上let-7-5p靶位点在大多数全变态昆虫中保守,双荧光素酶报告系统实验证实了家蚕和小菜蛾中let-7-5p与Chinmo和Imp存在相互作用,为进一步研究miRNA在昆虫精子发生进程中的功能提供了参考。     

Bmo-miR-375-3p对家蚕丝素蛋白轻链基因BmFib-L表达的调控作用

【目的】探究家蚕Bombyx mori miRNAs对丝素蛋白轻链基因(fibroin light chain gene,Bm FibL)和P25蛋白基因Bm P25表达的调控作用。【方法】分别以Bm Fib-L和Bm P25 mRNA 3'UTR为靶序列,应用在线预测软件RNAhybrid从前期家蚕4和5龄幼虫后部丝腺(posterior silk gland)sRNA高通量测序获得的29个差异表达bmo-miRNAs中,筛选对Bm Fib-L和Bm P25具有调控作用的候选bmo-miRNAs;采用半定量RT-PCR方法在mRNA水平分析候选bmo-miRNAs及其靶基因Bm Fib-L和Bm P25在4和5龄幼虫期以及5龄第3天幼虫不同组织的表达水平;利用双荧光报告基因检测系统在家蚕细胞Bm N中验证候选bmo-miRNAs对Bm Fib-L和Bm P25表达的调控作用。【结果】筛选到一个在Bm Fib-L和Bm P25 mRNA 3'UTR上都有靶位点的bmo-miR-375-3p(曾称bmo-miR-375*)。在后部丝腺中bmo-miR-375-3p和其预测靶基因Bm Fib-L和Bm P25都有较高的表达水平,提示bmo-miR-375-3p具备调控Bm Fib-L和Bm P25表达的时空条件。miR-375-3p重组表达载体与融合了Bm Fib-L 3'UTR的萤火虫荧光素酶(luciferase)报告基因(luc)表达载体共转染Bm N细胞,报告基因luc的表达水平显著下降;而在miR-375-3p重组表达载体与融合了Bm P25 3'UTR的luc表达载体共转染Bm N细胞中报告基因luc的表达水平下降不显著。【结论】miR-375-3p显著下调Bm Fib-L基因的表达,而对Bm P25基因的表达无明显调控作用。     

miR-124在西方蜜蜂三种蜂型中的表达分析与功能推测

【目的】miR-124与神经系统发育相关,在多细胞动物脑中特异表达。本研究拟验证miR-124是否在西方蜜蜂3种蜂型的脑中特异表达以及在3种蜂型当中表达差异与功能分析,为西方蜜蜂中miR-124功能研究奠定基础。【方法】设计茎-环状引物反转录miRNA,定量PCR(称为stem-loop RT-qPCR检测法)检测miR-124在西方蜜蜂3种蜂型头部及其他部位表达情况;以邻位相连法构建miR-124系统进化树;利用BioEdit软件对miR-124成熟序列进行同源性分析;查找miR-124在西方蜜蜂当中的靶基因并对靶基因进行功能分析。【结果】miR-124在3种蜂型头部高量表达,其中工蜂最高,雄蜂次之,蜂王最低;miR-124在3种蜂型的其他部位微量表达,相对于3种蜂型头部几乎不表达;多物种中,miR-124同源性最低达到82.6%,最高达到100%;在西方蜜蜂中获得96个miR-124靶基因,45个靶基因获得基因注释,功能归类显示多个miR-124靶基因参与神经发育与调节。【结论】miR-124在3种蜂型头部特异表达,其中在工蜂头部表达最高,雄蜂次之,蜂王最低,而在三型蜂中,由于工蜂的脑最发达,雄蜂的次之,蜂王的最小,推测miR-124与西方蜜蜂3种蜂型的脑发育和调控3种蜂型分工相关。     

MicroRNAs在动物皮肤和毛发发育中的调控作用

MicroRNAs(miRNAs)是近年来发现的一类由19～25个核苷酸组成的非编码单链小RNA分子,它们通过与靶基因mRNA的3′非编码区相互配对结合,在转录后水平负调控靶基因的表达.miRNA参与了包括细胞增殖、分化和凋亡及免疫系统应答在内的一系列发育调控和生物学过程.最近几年研究发现,miRNA在多种哺乳动物皮肤中均表达,并参与了哺乳动物皮肤及毛发发育的调控过程.本文综述了近几年来miRNA在各种动物皮肤及毛发发育中的表达谱以及miRNA在皮肤形态发生中的重要作用.