蒙古沙冬青保守microRNAs的鉴定及靶基因预测

蒙古沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)是生长在荒漠中的木本植物, 对于我国西北部干旱、半干旱区域的植被维护与恢复具有重要价值。蒙古沙冬青对干旱、低温等多种逆境具有较高的耐受性, 是研究林木耐受逆境生理与分子机制的合适材料。MicroRNA(miRNA)是一类长度约为21个核苷酸的内源性非编码小分子RNA, 在植物生长发育和逆境应答等生物学过程中发挥着重要的调控作用。目前, 许多植物物种的miRNAs已经获得鉴定, 但未见蒙古沙冬青miRNAs的相关报道。文章应用高通量测序和生物信息学分析方法对蒙古沙冬青幼苗保守miRNAs的类型、表达丰度以及靶基因进行了分析和预测。共鉴定了10个家族的19种保守miRNAs, 其表达丰度介于55~1920269个拷贝之间。通过在线软件psRNATarget预测了其中14个保守miRNAs的靶基因。对于这些靶基因的功能分析表明, 蒙古沙冬青的保守miRNA主要通过转录调控、激素信号途径、物质代谢和胁迫应答等生物学过程参与植物生长发育和环境响应。     

microRNAs与血管系统发生及疾病的研究进展

microRNAs(miRNAs)是新近发现的一类长约19-25个核苷酸的内源性微小RNA,通过与靶mRNA的5'或3'的非编码区互补结合而使靶mRNA翻译抑制或降解,在细胞增殖、分化和凋亡,胰岛素分泌,脂肪代谢及肿瘤的发生发展等多种生物学过程中起重要作用.血管是一个复杂的封闭循环性系统,其发育和疾病的发生受到多基因的调控和多因素的影响.近期的研究表明,miRNAs与血管系统的发育及其疾病的发生具有密切的关系.     

凡纳滨对虾低温差异表达miRNA的分析鉴定及靶基因的验证

为了解析miRNA及靶基因在凡纳滨对虾低温适应过程中的分子调控机制, 研究开展了凡纳滨对虾常温(28℃)及低温锻炼(16℃, 6d)下肝胰腺小RNA文库的测序和分析。从常温对虾的小RNA文库测序获得18—32 nt的高质量序列10690259条, 鉴定出已知的成熟miRNAs 57条; 而从低温锻炼对虾的小RNA文库获得18—32 nt的高质量序列序列8587144条, 鉴定出已知的成熟miRNAs 48条。分析获得25个在低温锻炼下呈显著差异表达的miRNAs。运用qRT-PCR验证了3条低温下差异极显著的miRNAs的表达模式。结果显示, 3条miRNAs的表达模式与高通量测序结果基本一致。预测低温差异表达miRNAs的靶基因, 并与转录组分析获得的低温显著差异表达基因进行比对, 从二者重合的基因集中挑选出4个基因, 即nuclear export mediator factor Nemf-lik、synapse-associated protein、seleno proteins 以及DEAD-box RNA helicase Variant 1, 运用qRT-PCR验证其在不同条件低温锻炼凡纳滨对虾肝胰腺中的表达规律, 为解析miRNAs及其靶基因在对虾低温适应过程中的分子调控机制提供了基础数据。     

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。     

栖息于青藏高原不同海拔环境的两种草原毛虫miRNA转录组的比较分析

有关动物适应异质性海拔环境的研究,已在表型、解剖学、生理学、基因组学和转录组学等方面广泛开展,但是很少关注小RNA(micro RNAs或miRNAs)的生态适应性功能.草原毛虫是青藏高原高寒草地的重要害虫,并对不同海拔环境产生了良好的适应性.为此,本研究以两种栖息于青藏高原不同海拔环境的黄斑草原毛虫和门源草原毛虫为研究对象,基于Illumina Hi Seq技术对这两种草原毛虫的miRNA转录组进行了高通量测序.结果表明,两种草原毛虫中共鉴定到109个成熟miRNAs,其中47个为保守miRNAs.在所有miRNAs种,共有9个miRNAs的表达水平在两种草原毛虫间存在显著差异性.对这9个差异性表达的miRNAs采用实时荧光定量PCR进行验证,发现8个基因的表达水平与高通量测序结果完全一致.功能分析表明,差异性表达的miRNAs共预测到93个靶基因.这些靶基因主要富集到脂、核酸和维生素等代谢或衰老相关的GO条目,并与代谢、抗寒和低氧等KEGG通路相关(如AMPK信号通路、Wnt信号通路和m TOR信号通路).这些研究表明,miRNAs在草原毛虫对异质性海拔环境的适应性进化过程中具有重要作用.该研究加深了对青藏高原特有昆虫适应高海拔环境的遗传基础的理解.     

microRNAs及其功能的研究进展

microRNAs(miRNAs)是一类高度保守的、非编码的小分子RNA,通过与靶基因转录的mRNA互补配对在转录后水平调节靶基因的表达。miRNAs对多种生物学过程起必要调控作用。现对microRNAs的合成、作用机制及功能的最新研究进展作一综述。     

胰腺相关microRNAs研究进展

miRNAs是一类长约21-25nt的内源性的小非编码RNA(small noncoding RNA),它在基因的转录后调控中发挥着重要的作用。miRNAs可以通过与靶基因的mRNA的3'端UTR区完全或部分互补,进而降解该目的mRNA或阻止其翻译成相关蛋白,下调靶基因表达,以此参与个体发育、细胞分化、细胞增殖以及疾病发生过程中的基因表达调控。本文简要介绍miRNAs在胰腺发育、β细胞功能以及胰腺相关疾病中的研究进展。     

MicroRNA靶基因的寻找及鉴定方法研究进展

microRNA（miRNA）的生物学功能是人们非常关注的问题.而miRNA靶基因的确定是研究miRNA生物学功能的关键.目前有关miRNA靶基因的确定主要靠计算机生物信息学软件预测和生物学实验方法.其中生物信息学方法主要根据已证实的miRNA及其靶基因序列之间相互作用的规律性,遵循几个常用原则设计的软件完成,如miRanda,TargetScan和TargetScanS,RNAhybrid,DIANA-microT,PicTar,RNA22及FindTar等.生物学实验方法主要是利用免疫共沉淀寻找与AGO蛋白相互作用的mRNA,或研究受miRNA调控的mRNA水平和蛋白质水平变化来寻找miRNA靶基因.计算机预测方法和生物学实验方法相互补充和完善,使人们能够更加方便地确定miRNA的靶基因,从而进一步研究其生物学功能.本文主要介绍了miRNA靶基因的寻找及鉴定方法的研究进展.     

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.     

玉米microRNAs及其靶基因的生物信息学预测

microRNAs (miRNAs) 是一类非编码的小分子RNA, 通过碱基互补调控靶基因的表达。鉴定和发现新的miRNAs及其靶基因, 对揭示miRNAs在基因表达调控中的作用至关重要。玉米全基因组测序工作开展较晚, 已经鉴定登记的miRNAs很少, 对靶基因的调控作用尚待解明。文章根据miRNA进化上的保守性, 以已知的植物miRNAs为探针, 与相关数据库中玉米表达序列标签(EST)和基因组序列(GSS)中的非编码序列比对, 共发现11个新的miRNA前体。虽然在序列长度和二级结构方面各有变化, 但这11个前体均可折叠形成miRNA家族的标准二级结构。通过靶基因预测, 找到其中7条miRNAs的26个靶基因, 分别编码与新陈代谢、信号转导、转录调节、跨膜运输、生物和非生物胁迫及叶绿体组装等相关的蛋白。这些miRNAs及其靶基因的鉴定, 补充了miRNA数据库的不足。     

昆虫miRNA研究进展

微小RNA(microRNA,miRNA)广泛存在于不同的生物体内,是一类长度为19～24 nt的内源性单链非编码小RNA,主要通过其种子区域与靶基因的开放阅读框(open reading frame,ORF)和3'非翻译区(untranslated region,UTR)进行结合,进而在转录后水平调控基因表达,miR...     

A tripartite clustering analysis on microrna, gene and disease model

Alteration of gene expression in response to regulatory molecules or mutations could lead to different diseases. MicroRNAs (miRNAs) have been discovered to be involved in regulation of gene expression and a wide variety of diseases. In a tripartite biological network of human miRNAs, their predicted target genes and the diseases caused by altered expressions of these genes, valuable knowledge about the pathogenicity of miRNAs, involved genes and related disease classes can be revealed by co-clustering miRNAs, target genes and diseases simultaneously. Tripartite co-clustering can lead to more informative results than traditional co-clustering with only two kinds of members and pass the hidden relational information along the relation chain by considering multi-type members. Here we report a spectral co-clustering algorithm for k-partite graph to find clusters with heterogeneous members. We use the method to explore the potential relationships among miRNAs, genes and diseases. The clusters obtained from the algorithm have significantly higher density than randomly selected clusters, which means members in the same cluster are more likely to have common connections. Results also show that miRNAs in the same family based on the hairpin sequences tend to belong to the same cluster. We also validate the clustering results by checking the correlation of enriched gene functions and disease classes in the same cluster. Finally, widely studied miR-17-92 and its paralogs are analyzed as a case study to reveal that genes and diseases co-clustered with the miRNAs are in accordance with current research findings.     

利用水稻原生质体快速分析miRNA靶标RNA

与转基因方法相比,基因瞬时表达系统在基因表达研究上具有快速便捷的特点。为检验水稻mi RNA与靶标基因之间的调控关系,将MIRNA基因与GFP/靶标序列融合基因(或GFP/靶标突变序列融合基因)构建在同一瞬时表达载体上,并转化水稻原生质体,通过观察含有GFP/靶标序列融合基因和GFP/靶标突变序列融合基因的载体之间的荧光强度差异,以及通过q RT-PCR方法检测靶标和非靶标m RNA水平差异来验证mi RNA对靶标基因的调控。用osa MIR156和osa MIR397及其靶标序列对实验设计方法进行验证,荧光显微观察和q RT-PCR检测证明,osami R156和osami R397能降低相应靶标序列GFP融合基因的转录物水平和GFP荧光水平。此种水稻原生质体瞬时表达方法用于在体内进行大规模mi RNA靶标基因检测。由于其他近缘单子叶植物很可能与水稻有近似的小RNA加工系统,因此对于其他单子叶植物mi RNA功能研究也将有很好的应用前景。     

MicroRNAs Are Involved in the Regulation of Ovary Development in the Pathogenic Blood Fluke Schistosoma japonicum

Schistosomes, blood flukes, are an important global public health concern. Paired adult female schistosomes produce large numbers of eggs that are primarily responsible for the disease pathology and critical for dissemination. Consequently, understanding schistosome sexual maturation and egg production may open novel perspectives for intervening with these processes to prevent clinical symptoms and to interrupt the life-cycle of these blood-flukes. microRNAs (miRNAs) are key regulators of many biological processes including development, cell proliferation, metabolism, and signal transduction. Here, we report on the identification of Schistosoma japonicum miRNAs using small RNA deep sequencing in the key stages of male-female pairing, gametogenesis, and egg production. We identified 38 miRNAs, including 10 previously unknown miRNAs. Eighteen of the miRNAs were differentially expressed between male and female schistosomes and during different stages of sexual maturation. We identified 30 potential target genes for 16 of the S. japonicum miRNAs using antibody-based pull-down assays and bioinformatic analyses. We further validated some of these target genes using either in vitro luciferase assays or in vivo miRNA suppression experiments. Notably, suppression of the female enriched miRNAs bantam and miR-31 led to morphological alteration of ovaries in female schistosomes. These findings uncover key roles for specific miRNAs in schistosome sexual maturation and egg production.     

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。     

Identification of conserved microRNAs and their target genes in tomato (Lycopersicon esculentum)

MicroRNAs (miRNAs) are a class of non-coding RNAs that have important gene regulation roles in various organisms. To date, a total of 1279 plant miRNAs have been deposited in the miRNA miRBase database (Release 10.1). Many of them are conserved during the evolution of land plants suggesting that the well-conserved miRNAs may also retain homologous target interactions. Recently, little is known about the experimental or computational identification of conserved miRNAs and their target genes in tomato. Here, using a computational homology search approach, 21 conserved miRNAs were detected in the Expressed Sequence Tags (EST) and Genomic Survey Sequence (GSS) databases. Following this, 57 potential target genes were predicted by searching the mRNA database. Most of the target mRNAs appeared to be involved in plant growth and development. Our findings verified that the well-conserved tomato miRNAs have retained homologous target interactions amongst divergent plant species. Some miRNAs express diverse combinations in different cell types and have been shown to regulate cell-specific target genes coordinately. We believe that the targeting propensity for genes in different biological processes can be explained largely by their protein connectivity.     

固始鸡1日龄和36周龄下丘脑高丰度差异性MiRNA的鉴定及功能预测分析

为鉴定鸡下丘脑发育相关特异性表达miRNA,基于固始鸡1日龄和36周龄下丘脑小RNA的Solexa测序数据,共鉴定到266种2个发育阶段共表达的miRNA,其中157种miRNA的表达水平被显著下调,22种被显著上调.聚类分析显示,鸡下丘脑高丰度差异性miRNA主要集中于let-7、mir-181、mir-30、mir-99、mir-1和mir-17等基因家族.另外,预测了10种高丰度差异性miRNA的靶基因,并进行了相应的GO分析和KEGG通路分析.结果显示,预测靶基因在发育过程、代谢过程、细胞过程和生物学过程调节等4个生物学过程以及细胞周期、粘着斑、TGF-beta信号通路和MAPK信号通路等通路中显著富集.研究结果为进一步揭示miRNA调控鸡下丘脑发育的分子机制提供了有益线索.