内含子microRNA及其宿主基因的表达与功能

微小RNA(microRNAs,miRNAs)是一类具有转录后水平基因表达调控作用的非编码小分子RNA.microRNAs可参与机体发育、代谢及恶性肿瘤、心律失常等疾病的发生.近半数microRNA的编码基因位于已知编码蛋白基因的内含子中,称为"内含子microRNA",后者称为"宿主基因".由于内含子microRNA编码基因位置的特殊性,有研究者认为二者能够共同表达并发挥相似的生物学功能.它的发现不仅丰富了人们对内含子功能的认识,还有助于完善宿主基因功能的作用通路。     

水稻盐胁迫相关内含子microRNA的表达及其生物发生机制

内含子microRNA是一类位于编码基因内含子区域的非编码小RNA。目前,动物内含子microRNA研究报道较多,而关于植物体内含子microRNA的功能及其生物发生机制报道较少。本研究通过高通量测序技术,结合生物信息学方法,发现在盐胁迫条件下水稻幼苗中共85个内含子microRNAs表达,其中差异表达的有24个。预测到的51个靶基因的功能分析,主要涉及抗氧化途径、植物激素信号转导途径及功能基因表达调控途径。此外,根据宿主基因的表达情况推测,共30个内含子microRNAs具有独立表达的功能。通过分析内含子microRNA前体DNA片段上游1 kb序列中的启动子核心元件,初步验证其具有独立表达的能力。因此,推测水稻幼苗在盐胁迫条件下,部分内含子microRNA独立于宿主基因表达,并参与水稻盐胁迫下的自我防御机制。     

水稻盐胁迫相关内含子microRNA的表达及其生物发生机制北大核心CSCD

内含子microRNA是一类位于编码基因内含子区域的非编码小RNA。目前,动物内含子microRNA研究报道较多,而关于植物体内含子microRNA的功能及其生物发生机制报道较少。本研究通过高通量测序技术,结合生物信息学方法,发现在盐胁迫条件下水稻幼苗中共85个内含子microRNAs表达,其中差异表达的有24个。预测到的51个靶基因的功能分析,主要涉及抗氧化途径、植物激素信号转导途径及功能基因表达调控途径。此外,根据宿主基因的表达情况推测,共30个内含子microRNAs具有独立表达的功能。通过分析内含子microRNA前体DNA片段上游1 kb序列中的启动子核心元件,初步验证其具有独立表达的能力。因此,推测水稻幼苗在盐胁迫条件下,部分内含子microRNA独立于宿主基因表达,并参与水稻盐胁迫下的自我防御机制。     

pCAGGs-miR-483重组质粒构建及miR-483转基因小鼠模型的建立

miR-483是近年发现的一种编码于胰岛素样生长因子2(insulin-like growth factor2,Igf2)基因第2内含子的microRNA.研究表明,高脂饮食诱导的肥胖动物的心脏、肝脏及肝、肾肿瘤组织中miR-483表达异常,但其生物学功能尚待研究.建立稳定表达miR-483并能够传代的miR-483转基因小鼠是研究其功能的重要环节.利用特异miR-483克隆引物,以小鼠基因组为模版,经PCR获得pre-miR-483片段,通过重组构建pCAGG-miR-483重组质粒.该质粒可在真核细胞中稳定表达成熟miR-483.再利用原核显微注射法建立miR-483过表达转基因小鼠.利用实时PCR检测各组织miR-483含量.结果显示,miR-483转基因小鼠心肌、骨骼肌、肝脏等组织可过表达成熟miR-483.此外,miR-483转基因过表达小鼠较野生型小鼠体重降低,提示miR-483可能在发育、代谢等方面具有调节作用.miR-483转基因小鼠模型的建立为microRNA功能研究提供了在体研究的平台.     

microRNA调控的生物网络

生物网络是生物体内各种分子通过相互作用来完成各种复杂的生物功能的一个体系。网络水平的研究,有助于我们从整体上理解生物体内各种复杂事件发生的内在机制。microRNA（miRNA）是一类在转录后水平调控基因表达的小RNA分子。研究结果表明,miRNA调控的靶基因分布范围很广,因此必然与目前所研究的生物网络有着各种各样的联系。对这种关系的揭示,将对阐明miRNA的调控规律起到重要的作用。本文重点讨论了miRNA调控的基因调控网络、蛋白质相互作用网络以及细胞信号传导网络的特征。此外,还总结了miRNA调控的网络模体（motif）和miRNA协同作用网络的特征。     

microRNA与病毒感染

microRNA是一类新近发现的由20-23个核苷酸构成的非编码RNA分子,它在生命进程中起着重要作用.病毒的复制和繁殖依赖于宿主细胞,而且对细胞环境的变化敏感.研究表明宿主和病毒都可以编码microRNA,病毒可通过小RNA介导的干扰作用影响宿主细胞,也能利用自身的"独特战略"改变宿主细胞从而满足自己生存的需求,所以,宿主与病毒间存在microRNA-mRNA相互作用的机制.尽管时microRNA与病毒感染的关系研究时间不长,但目前的研究结果为我们理解病毒和宿主之间的相互作用提供了一条途径,并为寻找病毒感染的生物标志物和治疗方法提供了新的思路.     

酵母内含子在基因序列中的分布对基因转录效率的影响

对酵母中高效转录和低效转录基因内含子序列寡核苷酸使用情况的对照分析,显示两类内含子的序列结构有差异,并且高效转录基因内含子序列含有较多潜在的转录因子结合位点,由此推测内含子可能参与基因转录的调控.这个结论有待更多的数据证实.对内含子和外显子在两组基因序列中的分布（长度、位置等）进行详细比较分析后显示,高效转录基因内含子和低效转录基因内含子的长度有比较明显的界限.两组基因中外显子长度的均值虽然有些差异,却没有明显的界限.基因序列长度与外显子长度的情况相似.虽然内含子的相对位置在两类基因中都很靠近5′端,但是从实际位置看,高效转录基因中比较多的内含子很靠近基因的5′端,有些则位于5′-UTR区域.这些结果提示,基因的转录效率与内含子的长度有关,与外显子及基因序列的长度无关,内含子的位置也可能影响转录效率,内含子对基因转录的调控可能与基因上游的转录调控有关联,或者是上游调控的延续.     

内含子Ⅱ的作用机制和演化

内含子是广泛存在于原核生物的叶绿体、线粒体以及真核生物基因组中的非编码DNA序列,但其含有的调控元件却常常影响基因的表达效率。内含子的自我剪接在mRNA的成熟过程中起着重要作用,内含子也可利用逆转录剪接作用插入到同源或异源DNA中,同时也常常通过“外显子改组”来促进基因进化。文章重点介绍了近年来在内含子Ⅱ作用机制及演化方面研究的最新进展。     

microRNA的实验和生物信息学开发方法

mircroRNA是一类约22nt的内源小分子RNA,普遍存在于真核生物体内,它通过与靶基因互补结合来调控基因表达,从而对生物体的生长、发育等起到重要的调节作用。随着生物学技术的不断发展,mircroRNA研究的越发深入,越来越多的mircroRNA被开发出来。本文结合了mircroRNA的生理特点,从RNA、DNA和生物信息学预测这3个方面归纳总结有关开发microRNA的方法,以及由此衍生出来的相关的研究方法。通过对这些研究方法的分类总结,不但为mircroRNA以后的研究工作奠定良好的基础,而且有利于新技术的研发。     

鲫鱼生长激素Ⅰ基因内含子2的多态性分析

利用变性聚丙烯酰胺凝胶电泳(Denaturing-Polyacrylamid Gel Electrophoresis,DPAGE)和单链构象多态性(Single-Strand Conformation Polymorphism,SSCP)分析技术,在普通鲫鱼种群(7个野生鲫鱼群体和2个金鱼群体)和银鲫种群(1个方正银鲫群体)共162个个体生长激素Ⅰ(Growth HormoneⅠ,GHⅠ)基因的内含子2中检测到丰富的长度和序列多态性。在所有群体中,GHⅠ基因内含子2的长度存在7种类型,分别为A、B、c、D、E、F和G型,变异频率为4．32％;其序列存在15种单倍型,分别为Al、A2、A3、B、c1、C2、Dl、D2、D3、D4、D5、E1、E2、F和G型,变异频率为9．26%。对这15种单倍型的DNA序列进行分析,结果表明：1)鲫鱼GHⅠ基因内含子2的扩增DNA片段长为243～263bp,其中包括部分外显子2(3’端,33bp)、内含子2和部分外显子3(5’端,2lbp)。15种单倍型A、T、G、C碱基平均百分比组成分别为34．13％、37．36％、15．130A,、13．38％,其中G C(28．5l％)含量明显小于A T(71．49%)含量。内含子2与外显子2、3的接头区存在GT-AG保守序列,此为真核基因中mRNA剪接的识别信号。内含子2的5’端存在有一序列为GTAAGAT的保守区域,在其近3’端分布有一高丰度嘧啶区;2)内含子2的7种长度类型A、B、C、D、E、F和G型分别为189、196、204、205、206、207和209bp,其差异主要由单碱基T重复次数N不同(Ⅳ：0、8、9、10、11和13)和3种序列(TGAAAAC、TT和GAGTG)中1种或2种序列的缺失所引起;3)内含子2的15种单倍型的核苷酸序列中共有17个突变位点,包括2个碱基颠换突变位点和15个碱基转换突变位点,碱基转换突变频率为88．24％,明显高于颠换突变频率(11．76％)。普通鲫鱼种群中金鱼群体D11b、Dhr的GHⅠ基因内含子2均为长度类型A,含有两种序列单倍型(以下简称单倍型)即A1和A2;野生鲫鱼群体的内含子长度和序列变异较大,检测到A、B、C、D、E、F、G7种长度类型和14种单倍型(A1、A2、A3、B、C1、C2、D1、D2、D3、D4、E1、E2、F和G型)。在银鲫种群CaG中检测到c和D两种长度类型和4种序列单倍型(C1、C2、D2和D5),其中D5仅在此种群中检测到。     

酵母基因上游区与内含子可能的短程和长程转录协同增效作用

根据实验观察到的DNA成环和弯折机制,以140bp为分界点,探讨高频转录基因上游区与内含子之间可能存在的短程和长程转录协同增效作用（synergy）。用与随机序列做对比的方法,抽提出最近距离在140bp以下的寡核苷酸对,以及最近距离在140bp以上的寡核苷酸对。仔细分析两种距离下的可能的协同寡核苷酸对的位置特征和碱基组分,发现短程协同作用的寡核苷酸对的平均最近距离都在110bp以下,位于上游区的CCAA是一个很明显的特征;而长程协同作用的寡核苷酸对的平均最近距离集中在250-400bp,并且在多数寡核苷酸对中,位于上游区的寡核苷酸是GC丰富的正调控元件。     

microRNA及其研究进展

microRNA(miRNA)是近年来发现的普遍存在于动植物体内的一类非编码RNA。这类miRNA分子长度大约为22nt,与动植物的生长发育相关。miRNA作为新的研究切入点,为功能基因组学、基因治疗、转录调控机制等研究提供了一条有效途径。现就其发现、生物学功能、产生与作用机制等方面作一综述。     

蛋白质内含子演化分析

蛋白质内含子是能够自我剪切的一段多肽链 .它在生物三大系统中都存在 ,但它的分布在各物种间以及蛋白质种类之间极不均衡 .蛋白质内含子的演化和扩散也因此引起了人们的极大兴趣 .经过系统搜索 ,从已知的核酸序列中找到 6 9个经典的蛋白质内含子 .同源比较和系统树分析表明 ,蛋白质内含子的演化应综合先天遗传和后天转移两方面的因素 .     

蜜蜂球囊菌的microRNA鉴定及其调控网络分析

【目的】本研究利用small RNA-seq技术对球囊菌的纯培养进行测序,对球囊菌的micro RNAs miRNAs)进行预测、鉴定和分析,进而构建miRNAs-mRNAs的调控网络。【方法】利用Illumina Hiseq Xten平台对球囊菌菌丝与孢子进行测序,通过相关生物信息学软件对球囊菌的miRNAs进行预测和分析,通过茎环(Stem-loop)PCR对部分miRNAs进行鉴定,利用Cytoskype软件构建miRNAs-mRNAs的调控网络。【结果】本研究共获得48268696条clean reads,预测出118个球囊菌的miRNAs,它们的长度分布介于18–25 nt之间,不同长度的mi RNA的首位碱基偏好性差异明显。Stem-loop PCR验证结果显示共有10个miRNAs能够扩增出符合预期的目的片段,说明多数miRNAs可能真实存在。共预测出6529个球囊菌miRNAs的靶基因,其中5725个能够注释到Nr、Swissprot、KOG、GO和KEGG数据库。进一步分析结果显示有24个靶基因注释在MAPK信号通路。Cytoskype软件分析结果显示球囊菌的miRNAs与mRNAs之间存在复杂的调控网络,绝大多数的miRNAs处于调控网络的内部且同时结合多个mRNAs。【结论】本研究率先对球囊菌的miRNAs及miRNAs-mRNAs调控网络进行全面分析,研究结果丰富了对球囊菌miRNAs的认识,为其基础生物学信息提供了有益补充,也为阐明球囊菌致病的分子机理打下了一定基础。     

内含子编码蛋白与内含子的转移

具有自我剪接能力的Ⅰ型和Ⅱ型内含子有编码蛋白质的功能。Ⅰ型内含子编码成熟酶和核酸内切酶,后者参与Ⅰ型内含子的归巢。Ⅱ型内含子编码的蛋白质呈现成熟酶核酸内切酶和逆转录酶活性,三种活性都在Ⅱ型内含子归巢中起作用。除归巢外,Ⅰ型和Ⅱ型内含子的转移还表现为转位和丢失。内含子作为可转移遗传因子,可能在进化中有一定的意义。     

中国汉族群体vWF基因40内含子VNTR

本文将Ａｍｐ－ＦＬＰ与ＲＦＬＰ结合起来,检测ｖＷＦ基因４０内含子ＶＮＴＲ。调查长沙地区１５６名无亲缘关系汉族人,发现ｖＷＦ基因４０内含子ＶＮＴＲ基因１３６个。基因型１５２个,全部为杂合子,分布符合Ｈａｒｄｙ－Ｗｅｉｎｂｅｒｇ平衡定律。此ＶＮＴＲ杂合率为０．９８８４,ＰＩＣ为０．９８８３,是现已检出Ａｍｐ－ＦＬＰ中多态性最高的遗传标记。家系分析显示ＶＮＴＲ无遗传重组,依照常染色体共显性遗传。用高分辨     

利用人工microRNA实现基因沉默

MicroRNA是一组长度约为21 nt的非编码蛋白质的短序列RNA,能通过碱基互补配对的方式指导降解靶基因mRNA或抑制靶基因的翻译。MicroRNA的主要功能是调控基因的表达,在生物体的生长、发育及疾病发生中扮演着重要的角色。本文介绍了利用microRNA实现基因沉默的作用原理,人工合成microRNA,构建转基因载体,实现对目的基因的沉默及这种工具在生命科学领域的应用前景。     

番茄抗病基因Cf9的3‘UTR区含有内含子序列

从番茄抗病品种“中杂９号”基因组ＤＮＡ中扩增并克隆了番茄抗叶霉病基因Ｃｆ９。序列分析结果表明,该基因全长２７５１ｂｐ,含有一个编码８６３个氨基酸的开放阅读框架。在该基因的３＇ＵＴＲ区发现了一段未曾报道的内含子序列,长１１５ｂｐ,它所处的位置与番茄另一个抗叶霉病基因Ｃｆ２内含子的位置相似,其５＇和３＇边界序列为一重复序列,ＴＣＣＡＧＧ（Ｔ）ＡＴＴＣ,并与Ｃｆ２基因内含子边界序列高度同源。与已报道的Ｃ     

EB病毒编码microRNA的靶基因研究进展

EB病毒(EBV)是一种疱疹病毒,与多种肿瘤的发生密切相关。EBV可表达多种病毒microRNA(miRNA),并作用于细胞和病毒基因,参与信号转导、细胞增殖、分化等多种功能,这与EBV的致病机制密切相关。探索EBV编码miRNA相关靶基因及功能有助于进一步了解EBV的致病机制,也将为临床治疗提供新的启示。自EBV编码miRNA被发现以来,一些靶基因已经逐渐被验证。本文将对目前已验证的EBV编码miRNA的靶基因及功能进行综述。     

药用寄生植物锁阳线粒体基因内含子序列分析

被子植物线粒体cox1基因的Group玉内含子常含有水平基因转移(horizontal gene transfer,HGT)现象。本研究对药用寄生植物锁阳(Cynomorium songaricum)线粒体基因cox1、cox2、nad1序列进行扩增分析,利用最大似然法对cox1和cox2基因内含子和外显子分别进行聚类分析,结果显示cox1内含子聚类结果与其他3个聚类结果不相符,说明该内含子可能存在水平基因转移现象。对比了锁阳6个不同居群间线粒体基因cox1、cox2、nad1外显子与内含子序列平均距离,发现6个不同居群间cox1基因内含子同源性高达100%,说明该基因内含子可能具有功能。结合生物信息学分析表明该内含子很有可能编码核酸内切酶,而DNA核酸内切酶被认为能促进内含子的转移。3'Co-conversion tracts(3'CCT)是被子植物内含子发生转移的痕迹,对锁阳cox1基因序列进行检测发现其含有3'CCT序列且长度为35 bp,RT-PCR实验验证得到cox1基因内含子可以独立转录m RNA。因此,锁阳cox1基因内含子很可能编码一个核酸内切酶,且促进了其内含子的转移。