miR-29a靶基因预测及其相关生物信息学分析

目的:通过对miR-29a进行靶基因预测及相关生物信息学分析,为miR-29a靶基因的实验验证提供数据支持,以期为深入研究miR-29a的生物学功能和调控机制提供理论指导。方法:利用PubMed检索miR-29a相关文章,通过miRBase在线工具分析miR-29a序列。应用TargetScan及miRNAda两种计算方法预测miR-29a靶基因并取其交集作为分析的基因集合,分别进行基因本体(gene ontology,GO)中的分子功能和生物学过程以及KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)生物通路富集分析。结果:(1)miR-29a序列在多物种间具有高度保守性。(2)两种方法预测miR-29a靶基因交集共191个。(3)miR-29a靶基因GO分子功能集中于转录因子活性、DNA结合和钙离子结合等(P0.05);miR-29a靶基因GO生物学过程集中于调控转录、细胞粘附、细胞增殖与凋亡等(P0.05);KEGG生物通路主要富集于PI3K-AKT信号通路、JAK-STAT信号通路、T细胞受体信号通路和胰岛素信号通路等信号转导通路,以及肺小细胞癌和子宫内膜癌等疾病通路(P0.05)。结论:miR-29a可能通过参与多个靶基因信号通路的调控,在机体的多种生理病理过程中发挥重要作用,是一个颇有研究价值的生物学靶标。     

Hsa-miR-210-5p靶基因预测及其相关信号通路的生物信息学分析

为深入研究miR-210-5p的调控机制及生物学功能提供理论机制,应用生物信息学方法分析miR-210-5p序列,预测其靶基因,用Veney2.1.0绘制韦恩图得到靶基因集合,并对其靶基因集合进行蛋白质互作分析,GO功能注释分析和KEGG Pathway分析。结果发现,已知的成熟miR-210-5p序列在各物种间高度保守。蛋白质互作分析显示,miR-210-5p预测靶基因所编码蛋白质间相互作用关系较复杂,尤其是靶基因CDK8、MED18、MED13等编码的蛋白质,在互作中起关键作用。GO分析发现其靶基因集合可能参与细胞组分、分子功能、生物调节等生物学过程;KEGG pathway分析发现其靶基因集合主要富集在MAPK、VEGF、癌症、甲状腺激素信号通路等信号通路。miR-210-5p调控靶基因参与多种重要的生物学过程,为后续研究提供了线索。     

miR-335在肿瘤组织中的表达及其预测靶基因的生物信息学分析

目的:分析miR-335在多种肿瘤组织与癌旁组织中的表达,预测其靶基因并进行相关生物信息学分析,为进一步研究miR-335在肿瘤中的调控机制提供理论基础。方法:分析miR-335的保守性及在多个肿瘤组织中的表达;预测miR-335靶基因,并使用DAIVID对miR-335靶基因进行生物信息学分析。结果:miR-335序列高度保守,在肝癌、肺癌、乳腺癌、肝内胆管癌、脂肪肉瘤中表达下调(P<0.05)。预测miR-335靶基因共34个,靶基因集合功能富集于细胞迁移、凋亡、转录调控,以及蛋白质分子连接、细胞骨架组成等生物学过程和分子功能(P<0.05);主要参与了轴突向导和黏着斑信号通路、黑素瘤疾病信号通路及TGF-β信号通路(P<0.05)。结论:miR-335在多种肿瘤中表达异常,且涉及多个生物学过程和信号转导通路,与肿瘤的发生发展密切相关。     

hsa-miR-381-3p靶基因预测及其相关信号通路的生物信息学分析

应用生物信息学方法分析miR-381-3p序列,预测其靶基因,并对靶基因进行蛋白质互作分析、功能富集分析及信号转导通路富集分析。结果发现,已知的成熟miR-381-3p序列在不同物种间高度保守。蛋白质互作分析显示,mi R-381-3p预测靶基因所编码蛋白质间存在复杂的相互作用,尤其是靶基因BTBD1、NUP160、STX16等编码的蛋白质,在互作中起关键作用。GO分析发现其靶基因集合可能参与细胞过程、生物调节、细胞大分子代谢等生物学过程;KEGG通路分析发现其靶基因集合显著富集于mTOR、Wnt、p53、MAPK等信号通路中。分析结果初步提示miR-381-3p通过调控靶基因广泛参与多种重要的生物学过程,为后续的实验性研究提供了线索。     

牦牛miR-383的靶基因预测及生物信息学分析

MicroRNAs (miRNAs)是一类非编码的小分子单链RNA,通过与靶基因的mRNA结合,抑制mRNA的翻译,参与多种生物学过程.本实验室前期通过高通量测序发现90日龄牦牛胚胎的背最长肌中miR-383的表达量显著高于成年牦牛.为探究miR-383在牦牛骨骼肌发育中的分子功能和机制,本研究对miR-383的靶基因进行预测,并进行生物信息学分析.通过TargetScan、miRDB和miRanda 3个软件预测了miR-383的靶基因,然后合并miRTarbase数据库中已被证实的靶基因作为基因集,分别用DAVID和KOBAS3.0在线软件对基因集进行功能注释(GO分析)和Pathway信号通路富集分析.结果 表明,牦牛miR-383序列在各物种间高度保守,靶基因功能富集于CD8阳性T细胞增殖的调控、核糖核蛋白复合物定位和负调控T细胞分化等生物学过程.信号通路分析发现靶基因的信号通路显著富集于PI3K-Ak、AMPK、FoxO和Focal adhesion等与肌肉发育相关的信号通路中.该研究结果将为miR-383功能及调控机制的深入研究提供参考依据,也为解析牦牛肌肉发育的分子机制提供新的研究方向.     

Hsa-miR-10a-5p靶基因预测及生物信息学分析

利用生物信息学对miR-10a-5p的靶基因进行预测及相关分析,为miR-10a-5p靶基因的实验验证及其调控机制提供理论基础。通过miRBase获取并分析人、大鼠,小鼠等物种的miR-10a-5p的碱基序列特征;使用在线数据库Targetscan7.1,miRDB,mirDIP和DIANA TOOLS等预测miR-10a-5p的靶基因,并用Venny 2.1绘制韦恩图取交集。用在线工具DAVID对交集靶基因进行GO功能注释和KEGG pathway分析。结果表明miR-10a-5p成熟序列在各物种间高度保守。获得的79个靶基因在分子功能上主要涉及染色质结合,转录活性激活等,并显著富集于肝脏发育,脂肪组织发育等生物学过程,涉及cAMP信号通路,TNF信号通路及AMPK信号通路。miR-10a-5p通过调控靶基因参与了生命活动和疾病过程中多个方面,尤其生长发育和癌症过程,为进一步研究提供了生物学基础。     

肝癌细胞HepG2中p53调控miRNA-3661的生物信息分析与功能验证

对已在前期实验中通过Dox诱导肝癌细胞HepG2 DNA损伤发现的受p53调控的hsa-miR-3661进行生物信息学分析,并通过分子生物学实验对其功能进行了验证,为miR-3661在肝肿瘤中的调控机制的研究提供理论基础。获取miR-3661结构与序列信息;预测靶基因,使用DAVID进行miRNA靶基因功能富集分析;分析miR-3661的p53结合位点,通过基因间的相互作用构建调控网络;进行细胞增殖实验验证miR-3661抑制肿瘤功能。结果表明,miR-3661序列保守,启动子区存在p53结合位点,暗示p53与hsa-miR-3661存在直接调控;预测靶基因1 009个,369个显著富集于细胞周期调控、细胞增殖、细胞凋亡等肿瘤相关生物学过程(P0.05),主要参与了癌症信号通路、MAPK信号通路与Erb B信号通路(P0.05);通过268组基因间的相互作用数据构建了p53、hsa-miR-3661和靶基因的调控网络,从系统生物学角度分析了参与多个肿瘤生物进程的关键靶基因;在实验中证实过表达miR-3661可以显著抑制肝癌细胞HepG2的增殖过程(P-value=0.001 46)。miR-3661受p53直接调控,其靶基因显著富集于多种肿瘤相关生物进程与信号通路,过表达miR-3661可显著抑制肝癌细胞增殖。     

microRNA-151-5p在肾血管性高血压大鼠血管内皮细胞中的表达及意义

目的:研究microRNA-151-5p(miR-151-5p)在两肾一夹(2K1C)肾血管性高血压大鼠中的表达,并为miR-151-5p参与调节血管内皮细胞功能提供理论依据。方法:建立2K1C大鼠模型,获得胸主动脉血管内皮,采用荧光定量PCR技术检测血管内皮细胞中miR-151-5p的表达,通过数据库及生物信息学软件预测miR-151-5p的靶基因,并对靶基因进行GO富集和KEGG pathway分析。结果:与假手术组大鼠相比较,实验组大鼠胸主动脉血管内皮细胞miR-151-5p的表达量显著升高(P0.05)。GO分析显示miR-151-5p的靶基因参与蛋白加工水解、Notch受体加工等多种生物学功能(P0.01);KEGG pathway分析显示miR-151-5p的靶基因参与Notch信号通路、血管平滑肌收缩、代谢途径、细菌感染和RNA转运等信号通路。结论:2K1C大鼠血管内皮细胞中miR-151-5p表达升高,可能通过对其靶基因APH1A的调控参与血管内皮细胞功能调节。     

hsa-miR-342-3p生物信息学分析

通过生物信息学方法预测hsa-miR-342-3p靶基因及其功能机制。检索Pub Med有关hsa-miR-342-3p的研究报道并进行功能分析;检索miRBase获取hsa-miR-342-3p序列;通过Target Scan,Pictar和PITA数据库预测靶基因并取交集,对其进行组织和疾病特异性表达谱分析、功能富集分析(GO enrichment analysis)、信号转导通路富集分析(Pathway enrichment analysis)和蛋白质相互作用网络分析(PPI analysis)。结果发现:hsa-miR-342-3p序列在多物种间具有高度保守性;hsa-miR-342-3p在肾脏组织和急性淋巴细胞性白血病、乳腺癌疾病中表达水平较高(RPM≥1 000);预测得到14个hsa-miR-342-3p靶基因;靶基因分子功能分别富集于转化生长因子活性、DNA结合和蛋白激酶激活等(P0.05);hsa-miR-342-3p靶基因GO生物学过程主要集中于大分子代谢抑制,肺部组织发育、呼吸系统发育及管状组织发育建成(P0.05);细胞信号通路主要富集于TGF-Beta信号通路、细胞因子、受体作用信号通路及前列腺疾病信号通路(P0.01)。hsa-miR-342-3p在体内分布广泛,预测的靶向TGF-Beta信号通路可能在疾病发生中发挥重要调控作用,是具有潜在研究价值的生物学靶标。     

肝癌细胞HepG2中增强子的识别及生物信息学分析

目的:整合增强子特征识别肝癌细胞HepG2增强子,并对其保守性、GC含量、转录因子调控、靶基因功能等进行分析,以期解析肝癌细胞增强子参与的调控网络。方法:通过整合H3K27ac、H3K4me1和H3K4me3组蛋白修饰及DNaseⅠ高敏位点的Chip-seq数据预测HepG2中的增强子,计算每个增强子的平均Phast Cons分数和GC含量,评估整体增强子的保守性与GC含量,整合ENCODE转录因子结合位点数据寻找转录因子-增强子调控,使用GREAT和DAVID分别对增强子和增强子的靶基因进行GO与KEGG通路功能富集分析。结果:共识别2254个肝细胞癌增强子,1432个增强子靶基因,135个转录因子的9983个增强子结合位点;比较随机位点靶基因,发现增强子显著正调控靶基因的表达;保守性与GC含量分析表明增强子具有显著高的保守性与GC含量,并存在C-T/C-T/C-T-G模式的motif;增强子功能分析显示增强子显著富集于蛋白结合、酶结合、转录因子结合、RNA聚合酶Ⅱ结合等已知增强子功能,增强子GO与KEGG通路功能富集分析表明增强子靶基因显著参与细胞增殖、细胞凋亡、细胞周期调控和细胞迁移等肿瘤相关的生物进程与信号通路。结论:识别的肝细胞癌增强子具有显著高的保守性与GC含量,受多种转录因子调控,对其靶基因起正调控作用并且显著富集于肿瘤相关生物学进程与信号通路中。     

MiR-21靶基因预测和生物信息学分析

为了利用生物信息学方法预测miR-21的靶基因及其功能,为后续研究miR-21及其靶基因在结肠癌发生中的作用机制奠定基础。研究通过miRBase获取并分析多个物种的miR-21的序列特征;应用Target Scan、Pic Tar,miRanda及miRecords 4种在线工具预测miR-21的靶基因,结合已证实的靶基因,对靶基因进行功能注释和信号通路富集分析;通过查找文献,综述miR-21的功能,结合功能注释和信号通路富集分析为进一步研究mir-21在结肠癌发生中的作用提供理论基础。     

鸡miR-9不同组织表达差异及其功能预测分析

miRNA在动物生长发育过程中有重要作用. 本文采用定制茎环反转录引物,利用实时荧光定量PCR技术构建miR-9在鸡2个阶段11个组织中的表达谱,同时用TargetScan5.1与PicTar两种计算方法对其进行靶基因预测,交集的基因集合分别进行GO（gene ontology）富集分析和生物通路富集分析. 结果表明,采用实时定量PCR检测的miR-9在鸡下丘脑中的表达量和高通量测序结果一致;采用实时定量PCR在对不同组织定量结果表明,miR-9在0日龄鸡的肾脏、下丘脑、腿肌和大脑中高丰度表达,在成年鸡表达量较高为大脑、腿肌、心脏、小脑和下丘脑.在同一组织的0日龄和成年鸡中表达呈现时序性,除肝脏的表达量差异不显著,其他10个组织miR-9表达量差异显著（P<0.05）.预测到交集靶基因有160个.涉及到多个KEGG通路和GO富集中.GO分类结果显示,这些基因分布于63个群中,其中基因超过45个基因群集有26个群,与代谢有关的群有11个. 其它与发育、调控等过程有关. 在KEGG通路分析中,显著的通路有细胞骨架调控、细胞增殖和分化有关的通路（P<0.01）等5个通路. 表明miR 9基因的表达有组织和时序特异性,靶基因参与细胞代谢、生长发育和调控.这些结果为进一步验证miR 9基因在在脑中调控生长发育过程中的作用奠定了基础.     

猪伪狂犬病毒Fa株侵染对PK-15细胞microRNAs表达谱的影响

【目的】分析猪伪狂犬病毒Fa株(PRV-Fa)侵染对猪肾传代细胞PK-15 microRNAs(miRNAs)表达谱的影响。【方法】利用Illumina高通量测序技术,鉴定感染和非感染PRV-Fa的PK-15细胞的miRNAs;筛选并利用实时荧光定量RT-PCR(RT-q PCR)验证差异表达miRNAs;对差异miRNAs进行靶基因预测和Gene ontology(GO)分析。【结果】在感染和未感染PK-15细胞中分别检测到384个和405个miRNAs,其中感染PRV-Fa后差异表达的miRNAs共127个(60个上调,67个下调)。荧光定量结果显示差异miRNAs的表达趋势与高通量测序结果一致。GO分析显示,miRNAs广泛参与信号传导、细胞代谢、免疫反应、基因表达等生物学进程,其中miR-10b、miR-16、miR-18a、miR-19b、miR-20a、miR-145-5p、miR-146a、miR-181a、miR-499-5p等miRNAs与免疫相关。在靶基因调控网络图中,ssc-miR-30a-5p与ssc-miR-30d处于关键位置。研究鉴定出5个新的病毒编码miRNAs,其中PRV-miR-LLT2与PRV-miR-LLT4靶向PRV早期蛋白基因EPO。【结论】伪狂犬病毒Fa株感染对PK-15细胞编码miRNAs有显著影响。     

MicroRNAs differentially expressed in postnatal aortic development downregulate elastin via 3' UTR and coding-sequence binding sites

Elastin production is characteristically turned off during the maturation of elastin-rich organs such as the aorta. MicroRNAs (miRNAs) are small regulatory RNAs that down-regulate target mRNAs by binding to miRNA regulatory elements (MREs) typically located in the 3' UTR. Here we show a striking up-regulation of miR-29 and miR-15 family miRNAs during murine aortic development with commensurate down-regulation of targets including elastin and other extracellular matrix (ECM) genes. There were a total of 14 MREs for miR-29 in the coding sequences (CDS) and 3' UTR of elastin, which was highly significant, and up to 22 miR-29 MREs were found in the CDS of multiple ECM genes including several collagens. This overrepresentation was conserved throughout mammalian evolution. Luciferase reporter assays showed synergistic effects of miR-29 and miR-15 family miRNAs on 3' UTR and coding-sequence elastin constructs. Our results demonstrate that multiple miR-29 and miR-15 family MREs are characteristic for some ECM genes and suggest that miR-29 and miR-15 family miRNAs are involved in the down-regulation of elastin in the adult aorta.