马蔺根系响应Cd胁迫的miRNA高通量测序分析

为了解Cd胁迫下马蔺﹝Iris lactea var. chinensis ( Fisch.) Koidz.〕根系miRNA的表达模式,采用高通量测序法对100μmol·L-1 Cd胁迫0(CK)和24 h(Cd)后马蔺根系的sRNA文库(分别为CK和Cd文库)进行分析,筛选出显著差异表达的miRNA,并对这些miRNA的靶基因功能进行预测;在此基础上,采用qRT-PCR技术对部分miRNA及其靶基因的表达模式进行验证。结果表明：在CK和Cd文库中,未注释的sRNA序列较多,分别占各自sRNA特异序列总数的86.4%和80.5%;在已注释的sRNA序列中,miRNA所占比例最低(分别为0.3%和0.5%),而rRNA所占比例最高(分别为9.4%和11.8%);2个文库中的sRNA长度主要为21~24 nt,且均以21 nt为最多。从Cd胁迫下马蔺根系sRNA中共筛选出32个显著差异表达的miRNA,其中20个miRNA表达量下调(分别属于miR165、miR166、miR167、miR168、miR390和miR396家族),12个miRNA表达量上调。功能预测结果表明：这些miRNA靶基因的功能主要集中在生物学过程、细胞组分和分子功能3个方面;而从KEGG通路富集分析看,富集在核糖体、氨基酸生物合成和碳代谢3个通路上的差异表达miRNA的靶基因数分别为122、88和82个。 qRT-PCR验证结果表明：在CK和Cd文库间,11个差异表达miRNA及8个靶基因的相对表达量均有显著差异(P<0.05);其中,11个miRNA相对表达量的上调和下调趋势与上述筛选结果一致,并且miRNA相对表达量上调时,其靶基因的相对表达量下调,反之亦然,说明Cd胁迫条件下马蔺根系的miRNA负调控其靶基因的表达,并且这些靶基因主要参与编码转录因子、HD-ZIP蛋白和信号蛋白等过程。     

生物信息学方法挖掘小麦中的microRNAs及其靶基因

microRNAs（miRNAs）是最近发现的一种内源、非编码、长度约为21nt的小分子RNA,在转录后水平起调控基因表达的作用．先前的研究发现,植物中的miRNAs具有高度的保守性,这为在其他植物物种中通过同源比对发现保守的miRNAs提供了思路．本文利用EST和GSS分析法在小麦中预测miRNA及其靶基因．简单过程是,将其他植物物种中已经发现的miRNA与小麦的EST和GSS数据库比对,经过一系列的标准筛选、预测小麦miRNA．通过这一策略,本文共得到属于18个家族的37条小麦miRNA,其中有10条保守的miRNA是第一次被发现．发现miR395是一个非常特殊的家族,因为它的3个成员成簇的存在形式与动物miRNAs非常相似．本文还利用新发现的小麦miRNAs通过在线软件miRU与编码蛋白的数据库比对,总共预测到361个靶基因,其中一些靶基因参与到了小麦的生长发育、新陈代谢及抗逆过程．     

月季‘绿萼’花器官发育相关microRNA的鉴定及分析

利用高通量测序技术,构建了中国古老月季‘绿萼’(Rosa chinensis ‘Viridiflora’)和‘月月粉’(R.chinensis‘Old Blush’)花蕾期的microRNA(miRNA)文库,并对其进行了测序和序列分析。结果显示,在‘绿萼’文库中,鉴定到已知的miRNA成熟体39个,miRNA前体42个;预测到新的miRNA成熟体56个,前体57个。在‘月月粉’文库中,鉴定到已知RNA成熟体39个,已知miRNA前体40个;预测到新的miRNA成熟体53个,前体57个。与‘月月粉’相比,‘绿萼’中差异表达的miRNA有31个,其中17个上调、14个下调。荧光定量PCR实验结果表明,miR156、miR398和miR535在2种月季的花蕾期表达上调,而miR167、miR172和miR396表达下调。进一步检测miR172和miR156在2种月季不同花器官中的表达差异,发现miR172在‘绿萼’的花瓣、雌、雄蕊中表达显著下调,提示miR172可能通过负调控其靶基因RcAP2的表达,在‘绿萼’花器官发育过程中起重要作用。     

番茄中与致病密切相关miRNA的挖掘及特性分析

MicroRNAs(miRNAs)是一类在真核生物体内普遍存在的、长度约22nt的内源性非编码小分子RNA, 它通过与靶mRNA的结合参与多种基因的表达调控。番茄作为一种重要的模式植物, 其miRNA的研究近年来也取得了较大的进展。文章通过搜集已报道的文献和miRBase, 找到番茄中34个miRNA的表达与致病相关, 采用生物信息学方法预测它们的靶基因, 利用Cytoscope软件构建miRNA及其靶基因的调控网络。从中筛选出13个与致病密切相关的miRNA, 根据各miRNA之间关联性的大小及其与致病相关靶基因的多少, 进一步选出miR169、miR482、miR5300、miR6024、miR6026和miR6027, 并对其进行了靶基因功能分析、启动子分析及实时定量PCR验证, 为全面深入研究miRNA的作用机制奠定了基础。     

小立碗藓（Physcomitrella patens）植物microRNA结合靶位预测

利用857条植物miRNA序列对27546条小立碗藓mRNA序列进行搜索,预测出162个植物miRNA家族在小立碗藓中存在结合靶位。miRNA结合靶位数目和miRNA协同作用网络分析结果同时显示,miR482和miR1168在小立碗藓中结合靶位多、协同作用广,提示它们对于小立碗藓可能具有重要生物学功能。52个菜茵衣藻特有的miRNA被预测在小立碗藓中存在结合靶位,显示小立碗藓在从藻类向种子植物进化过程中处在独特演化位置。     

miR172参与植物发育调控的研究进展

microRNAs(miRNAs)是一类长度为19-25 nt的非编码小分子RNA,在转录后水平调控植物的生长发育、信号传导及逆境响应等多个过程,现已成为生物学研究的热点。miR172是植物中一个保守的miRNA家族,通过调控APETALA2类基因,在植物的开花诱导、花器官形态建成、果实成熟、叶片和根的生长等各器官的发育过程中起到重要作用。鉴于此,综述了近20年miR172在植物营养器官、生殖器官及其他器官的发育,以及在发育阶段过渡中的功能,讨论了其他因素对miR172的影响,以期为深入解析miR172及其靶基因的作用机理和分子调控网络提供参考。     

胡杨无性系幼苗响应盐胁迫的miRNA表达差异研究

植物miRNA在调控基因表达、细胞周期、生物体发育、抗逆等方面起重要作用。为研究胡杨(Populus euphratica Oliv.)的耐盐机制,以1年生胡杨无性系幼苗为材料,构建具有空间代表性的盐胁迫胡杨cDNA文库,利用二代测序技术测定NaCl胁迫下和正常培养条件下胡杨叶和根miRNA表达情况。结果表明,不同的miRNA之间表达量存在明显差异,表达丰度最高的miRNA有miR156、miR157、miR165、miR166和miR167等,合计占总表达量的90%以上。胡杨根部存在特异表达的miRNA,在整个耐盐调控机制中发挥着生理调节、分子调控和信号传导等极为重要的作用。盐处理样品中发现大量响应盐胁迫的miRNA,对这些转录因子进行靶基因预测和注释后,发现很多盐胁迫响应的miRNA与NAC和SPL等重要转录因子家族相关,与前人的结论一致,另外还发现许多miRNA的调控对象是ATP酶和激素响应因子。     

果蝇微小RNA及其在衰老过程中的作用

微小RNA（microRNA, miRNA）是一类长度在22 nt左右的内源非编码小RNA,广泛存在于动物、植物、病毒等多种有机体中,是机体正常衰老与疾病的重要调控因子。本文对果蝇不同生长时期miRNA的表达模式、主要衰老相关信号通路以及与衰老相关的miRNA进行了综述。在果蝇的不同发育时期均有特定的miRNA发挥重要作用,其表达模式与功能相关;miRNA参与了主要衰老分子信号通路的调控,如胰岛素/胰岛素样生长因子（IIS）通路和雷帕霉素靶蛋白（TOR）通路。研究表明,miRNA通过调控衰老相关信号通路中的靶基因,进而促进或延缓果蝇衰老,如miR-34, miR-8, miR-14, miR let7和miR-277等。因此,研究参与衰老调控的miRNA,为阐明衰老机制及抗衰老药物的设计奠定了基础。     

拟南芥miR399耐低磷胁迫研究进展

MicroRNA是一类长21~25nt的内源非编码RNA,可以与目标mRNA结合使之断裂或降解,从而在转录或转录后水平发挥作用。miR399长22nt,在拟南芥中有6个成员,分别是miR399a~f,已在19个物种中发现了118个miR399。现已证明,拟南芥miR399在耐低磷胁迫中有重要作用,现对拟南芥miR399在耐低磷胁迫中的研究进展进行综述,以探索miR399提高大豆及其他植物耐低磷胁迫能力的可能性。     

MicroRNA在哺乳动物精子发生中的作用

MicroRNAs(miRNAs)是一类长20~24 nt的单链非编码调控RNA序列。miRNA作为基因转录后表达调控分子,通过碱基互补配对的方式与靶mRNA结合,从而导致靶mRNA的降解或抑制其翻译过程。从最早发现存在于秀丽隐杆线虫Caenorhabditis elegans中的miRNA lin-4和let-7至今20多年里,研究人员已陆续从不同的种属中发现了大量的miRNA。近年来随着基因克隆、表达和功能研究技术的应用和发展,通过分析不同动物物种睾丸组织中miRNA的变化表明miRNA与精子发生过程密切相关。此外,miRNA相关的Dicer、Drosha等蛋白在初级精母细胞减数分裂粗线期所发挥的调控功能通过大量啮齿动物基因敲除模型得到证实。本文从miRNA的合成、作用机制和精子发生过程中的调控作用进行综述。     

高表达miR396小分子导致拟南芥花柱头弯曲

MicroRNAs（miRNAs）是大小约21个碱基、内源、非编码的小分子RNA。以拟南芥（Arabidopsis thaliana）miR396小分子为研究对象,分别克隆到了miR396小分子的两个前体（MIR396a,MIR396b）,得到了转基因植株。通过转基因植株的遗传学研究发现,高表达miR396小分子导致转基因拟南芥的花柱头弯曲。花柱头的弯曲影响了角果的正常发育。另外,Northern杂交结果表明转基因拟南芥花部位的miR396及其前体的表达量与对照相比显著增加。这些结果表明高表达miR396小分子可以导致拟南芥花柱头弯曲。     

Over-expression of miR375 reduces glucose-induced insulin secretion in Nit-1 cells

MicroRNAs (miRNAs) are 19- to 25-nt fragments cleaved from 70- to 100-nt hairpin precursors. These molecules participate in essential biological processes. It was estimated that 30% of all protein-coding genes are miRNA targets. Thousands of miRNAs have already been identified in plants and animals, but little is known about their biological roles. MicroRNA375 (miR375) is highly expressed in pancreatic islets of humans and mice and regulates insulin secretion in isolated pancreatic cells. To improve our understanding of the biological roles of miR375, we constructed the plasmid pAAV-miR375 and transfected it into mouse Nit-1 cells. Real-time PCR and Northern blot analysis showed that the Nit-1 cells transfected with pAAV-miR375 over-expressed the mature miR375 compared with Nit-1 cells transfected with control plasmid or untransfected cells. The expression of myotrophin (Mtpn) decreased and insulin secretion was reduced in Nit-1 cells transfected with pAAV-miR375. In this study, we successfully established an over-expression system for miR375 and a technique to study the biological function of miRNAs by over-expression. We verified that miR375 reduced glucose-induced insulin secretion by down-regulating the expression of Mtpn in Nit-1 cells in vitro, suggesting that miR375 has potential therapeutic applications in type II diabetes.     

Two Different Serum MiRNA Signatures Correlate with the Clinical Outcome and Histological Subtype in Pleural Malignant Mesothelioma Patients

Pleural malignant mesothelioma (MPM) is a detrimental neoplasm affecting pleural sheets and determining a high rate of mortality. In this study, we have enrolled 14 consecutive patients (13 males and 1 female) with MPM (mean age: 70.3 ± 4.6 years). We have collected serum for the determination of a miRNA profiling using a low-density microarray real time PCR system in the serum of patients and comparing it with that one of 10 control counterparts affected by not-cancer-related pleural effusions. In the patients 5 miRNAs were up-regulated (miR101, miR25, miR26b, miR335 and miR433), 2 miRNA were downregulated (miR191, miR223) and two miRNAs were expressed exclusively in patients (miR29a and miR516). Based upon the changes in the expression of the above mentioned miRNAs we detected two distinctive miRNA signatures predicting histotype and survival in these patients: I) patients with more than 3/9 upregulated miRNAs or 3/9 upregulated miRNAs and miR516 not recordable or unchanged (signature A); II) patients with at least 3/9 downregulated or unchanged miRNAs and/or miR29a downregulated (signature B). Based upon these criteria, 5 patients were stratified in signature A and the remaining 9 in signature B. Patients with signature A had a significant shorter median survival than those with signature B (7 months vs. 17 months, 95% CI: 0.098–1.72, p = 0.0021), had a sarcomatoid or mixed histological MPM subtype and were diagnosed in stage II (3/5) and stage III (2/5). In conclusion, we suggest that miRNA signature A is predictive of sarcomatoid histotype and of worse prognosis in MPM.