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。     

昆虫microRNA的研究进展

MicroRNA (miRNA)是20世纪90年代发现的一类由内源基因编码的长度约21~24 nt的非编码单链RNA分子, 广泛存在于真核生物中, 对基因的转录后调控起着非常重要的作用。本文简要介绍了miRNA的产生与调控机制, 同时从昆虫miRNA的发现鉴定、 靶基因预测与功能验证, 昆虫miRNA的序列特征与进化, 果蝇和非果蝇类昆虫miRNA生物学功能以及供昆虫miRNA研究的网络平台等方面对昆虫miRNA的最新进展进行了综述, 旨在为进一步研究昆虫miRNA提供借鉴和参考。对昆虫miRNA的研究表明其参与调控细胞分化、 增殖及凋亡、 胚胎发育、 器官发生、 形态构建、 生理代谢、 环境协调、 行为认知、 免疫防御等几乎所有的生物过程。因此, 深入研究其生物功能、 调控网络和开发应用等可能成为今后一段时间昆虫miRNA研究的重要内容。     

MicroRNA调控造血干细胞发育

造血干细胞是目前研究最为深入的成体干细胞,是极富应用前景的研究领域,然而其维持自我更新以及多向分化潜能的分子机制尚不明.MicroRNA (miRNA)是一类崭新的调控性非编码小分子RNA,在监控生物体个体发育和细胞增殖、分化进程中起着重要作用.miRNA参与包括胚胎干细胞和多种成体干细胞的发育进程,人类造血干细胞及其发育过程中也存在特征性miRNA表达谱,参与调控造血干细胞发育进程,以miRNA为分子靶点的防治造血功能低下疾患的研究具有广阔的应用前景.     

MicroRNA在昆虫变态及生殖过程中的调控作用

MicroRNA（miRNA）是一类广泛存在于真核生物中的小分子非编码RNA,通过抑制靶基因的翻译过程或降解靶基因的mRNA,在转录后水平上调控基因表达。在昆虫中已报道了大量的miRNA,其中部分miRNA的功能得到了解析。在昆虫变态过程中,let-7, miR-100, miR-125, miR-34, miR-14, miR-8, miR-281和 miR-252-3p能够作用于保幼激素或蜕皮激素信号通路,影响昆虫蜕皮、化蛹或翅、足及神经系统的发育。在昆虫生殖阶段,bantam, miR-184和miR-275影响生殖干细胞的分化或卵子发生。本文在介绍miRNA生物合成和作用机制的基础上,重点对昆虫变态与生殖过程中miRNA的最新研究进展进行综述。     

miRNA调控昆虫与病毒互作的研究进展

miRNA是一类重要的非编码小分子RNA,可在转录后水平调控基因表达,参与并调控机体的生长发育、细胞分化、细胞凋亡、抗病毒、激素分泌、神经系统等重要生物过程。本文介绍了miRNA的合成途径及其生物学功能,并重点阐述miRNA在昆虫宿主与病毒互作中的调控作用:通过mRNA剪切或抑制靶标蛋白的翻译负调控靶标基因,实现基因沉默,调控约50%的蛋白质编码基因的表达,许多miRNA已被发现在人体和植物中参与调控病毒的复制侵染,因此也有可能控制害虫对病毒抗性的产生,恢复病毒对害虫的防控作用。最近有研究将害虫特异的miRNA转入植物,干扰昆虫蜕皮过程导致幼虫的死亡,作为Bt转基因作物的替代,成为抗虫基因工程的新选择。研究miRNA在昆虫对病毒抗性产生中的作用,将为昆虫抗病毒机制的研究提供新的思路,为害虫生物防治措施的应用及改进提供理论参考。     

MicroRNA调控昆虫免疫的研究进展

MicroRNA(miRNA)是一类由内源基因编码的长度约为21nt的非编码单链RNA分子,在各种生物学过程中具有转录后水平调控基因表达的重要作用。本文从miRNA调控昆虫抗菌肽的表达、调控昆虫抗病毒免疫反应、调控昆虫与共生菌的免疫反应及调控昆虫作为病原体媒介引起的免疫反应等方面,就miRNAs在昆虫免疫防御方面的研究进展作一综述。     

MicroRNA对不完全变态昆虫变态及生殖调控作用的研究进展

MicroRNAs(miRNAs)是一类在真核生物中由内源基因编码的小分子RNA,参与昆虫变态、生殖发育、细胞分化等多种重要生物学过程,在转录水平上发挥重要作用.在完全变态昆虫中,大量调控其变态及生殖的miRNA被广泛报道且进行了深入的研究,但miRNA调控不完全变态昆虫的变态及生殖发育的研究仍比较少,对其具体的调控机制也需要进一步阐明.为此,本文综述了近年来miRNA在调控不完全变态昆虫(以直翅目飞蝗Locusta migratoria、半翅目褐飞虱Nilaparvata lugens和蚜虫以及部分蜚蠊目昆虫为代表)的变态及生殖方面的研究进展,以期深化理解miRNA对不完全变态昆虫变态和生殖发育方面的机制,为害虫生态治理和综合防控提供科学依据.     

小鼠胚胎干细胞定向分化为神经干细胞过程中microRNA的变化

目的用生物芯片技术分析胚胎干细胞定向分化为神经干细胞过程中microRNA(miRNA)的表达变化,筛选调控的分化的miRNA,研究分化调控机制。方法胚胎干细胞在含LIF培养基中培养3d后,采用经典5步培养方法定向诱导向神经干细胞分化,采用nestin作为神经干细胞标记进行鉴定,送检胚胎干细胞及神经干细胞,提取总RNA以及小分子RNA,经荧光标记后与miRNA基因芯片杂交,获得胚胎干细胞诱导前后miRNA表达谱。结果1)胚胎干细胞在含LIF培养过程中保持未分化状态,Oct-4、碱性磷酸酶表达阳性;2)经典五步法诱导胚胎干细胞定向分化为神经干细胞,nestin阳性细胞为85%;3)通过基因微阵列分析,有90个miRNA的改变显著,其中68个表达上调,22个表达下调。结论miRNA可能对胚胎干细胞定向分化为神经干细胞过程起到关键作用。     

家蚕5龄幼虫精巢和卵巢microRNA芯片及转录组比较分析

【目的】本研究旨在通过对家蚕Bombyx mori 5龄幼虫精巢和卵巢组织微小RNA (microRNA, miRNA)基因芯片及转录组进行分析,找到参与家蚕性腺发育相关的miRNA分子及可能的靶基因。【方法】采用新一代高通量测序平台对家蚕5龄幼虫精巢和卵巢(分别定义为Test和Control)进行miRNA基因芯片检测及转录组测序分析,根据P＜0.05且log₂(fold change, FC)≥2的标准,通过比较筛选出Test vs Control的差异表达miRNA;根据q≤0.05且|log₂(fold change)|≥1的标准,通过比较筛选出Test vs Control的差异表达基因 (differentially expressed genes, DEGs);随机选取8个上调和12个下调差异表达miRNA,对其表达及其预测的5个靶基因进行qRT-PCR验证;对DEGs以及差异表达miRNA的靶基因进行KEGG通路富集分析。【结果】从精巢和卵巢样本中(Test vs Control)分别鉴定出68个差异表达miRNA和3 991个DEGs,其中上调和下调miRNA分别为36和32个,上调和下调DEGs分别为2 033和1 958个。差异表达miRNA的qRT PCR验证结果均与芯片数据一致。KEGG通路富集分析结果显示DEGs在新陈代谢及核糖体的信号通路显著富集。对差异表达miRNA在DEGs中的可能靶基因进行预测,结果找到了4组表达趋势相反的miRNA与靶基因：分别是bmo-miR-2774a与LOC101745556;bmo-miR-92b与LOC101735954以及bmo-miR-3266与LOC733130和LOC778467;1组表达趋势一致的miRNA与靶基因：bmo-miR-3321与LOC101744895。5个靶基因的qRT-PCR验证结果与转录组测序结果一致。【结论】本研究获得了家蚕5龄幼虫精巢和卵巢转录组及miRNA芯片数据,筛选并验证了4组差异表达和1组一致表达miRNA及潜在靶基因,为探究家蚕精巢和卵巢发育差异奠定了基础。     

MicroRNA及其在昆虫学中的研究进展

MicroRNA(miRNA)是真核生物中对转录后调控起着重要作用的一类非编码单链RNA分子,参与调控胚胎发育、干细胞分化、神经发生及细胞凋亡等几乎所有的生物过程。本文简要总结了miRNA的生物合成、命名、表达及功能等方面的研究进展,同时从昆虫miRNA的鉴定、表达及功能、miRNA的代谢等方面对miRNA在昆虫学研究中的最新进展做了综述。     

家蚕FoxG转录因子的鉴定及其在精巢发育中的功能初探

[目的]Fox家族蛋白是调控动物发育的关键转录因子.本文分析了鳞翅目昆虫家蚕Bombyxmori的BmFoxG亚家族蛋白在精巢发育中的作用,为基于生殖系统的家蚕性状优化或害虫不育技术的开发提供理论依据.[方法]利用PCR克隆家蚕BmFoxG-1 和 BmFoxG-2基因;通过生物信息学工具对BmFoxG蛋白的结构及理化性质进行分析;采用qPCR技术检测BmFoxG基因在家蚕不同发育阶段的精巢中的表达变化;在家蚕Bm12细胞株中过表达BmFoxG-1,并通过qRT-PCR分析BmFoxG-1调控的靶基因.[结果]本文克隆获得了 BmFoxG-1(933 bp)和 BmFoxG-2(702 bp)两个基因.BmFoxG-1 和 BmFoxG-2蛋白均包含保守的Forkhead结构域,但BmFoxG-1蛋白在C端多出约60个氨基酸.BmFoxG-2基因在家蚕不同发育时期的精巢中的表达量均较低;BmFoxG-1 的表达均显着高于BmFoxG-2,且随着发育时期而变化,暗示BmFoxG-1参与精巢的发育.生殖细胞发育基因BmVasa、BmCyclinA等多个细胞周期基因以及精子鞭毛发育相关基因BMSK0009828在不同发育阶段的精巢中的表达趋势与BmFoxG-1类似,且BmFoxG-1在家蚕细胞中的过表达可以显著上调BmVasa、BmCyclinA和BMSK0009828等精巢发育相关基因的表达.[结论]我们推测BmFoxG-1蛋白可能通过调节精巢细胞周期或生殖细胞的功能来调节家蚕精巢的发育.     

抑癌基因p53与肿瘤研究的最新进展

p53基因是迄今为止已发现的与人类肿瘤发生相关性最高的抑癌基因,其主要生物学功能是通过调控DNA修复、细胞周期停滞和诱导细胞凋亡,维持基因组和细胞稳定,抑制肿瘤生长;肿瘤血管再生、微小RNA（microRNA,miRNA）及肿瘤干细胞是近几年来肿瘤发生机理研究领域的热点,本文综述了p53基因在肿瘤血管再生、miRNA、肿瘤干细胞中作用的最新研究进展及其在肿瘤治疗中的应用。     

果蝇miRNA的结构与功能及研究策略

miRNA是一类在动植物基因组中广泛存在的小分子非编码RNA, 作为真核细胞转录后水平上基因表达的关键调控者, 它通过与靶基因mRNA的特定位点结合, 抑制mRNA的翻译或诱导mRNA的降解, 从而介导生物体的许多重要生理活动。本文简要总结了模式昆虫黑腹果蝇Drosophila melanogaster miRNA的鉴定情况, 综述了miRNA的结构特征、生物合成途径和作用机制。miRNA可能同时调节成百上千个靶标, 其生物功能主要体现为: 调节细胞分化与凋亡, 调节器官和神经系统的发育, 控制肌肉分化, 保持能量动态平衡, 调节昆虫变态或综合调节作用。miRNA具有“低丰度、短序列、难富集”的特点, miRNA基因的获得和功能鉴定研究的基本策略是实验生物学和生物信息学方法的有机结合。鉴定新miRNA及其靶标, 深入研究其生物功能和基因进化等可能成为今后一段时间昆虫miRNA研究的重要内容。     

乳腺癌致病microRNA调控网络的识别与生物信息学分析

目的:构建并解析乳腺癌致病microRNA(miRNA)调控网络,探究其在乳腺癌发生发展中的调控机制。方法:整合TCGA、ENCODE、Fantom等公共数据库资源,得到miRNA、转录因子和基因候选调控关系数据,结合差异表达、变异系数与PCA,构建乳腺癌miRNA调控网络,解析调控网络的度中心性与聚类系数,使用DAVID进行功能富集分析,构建Cox回归模型作生存曲线。结果:共识别miRNA调控网络262个,其中包含5个显著差异表达miRNA,8个转录因子和130个基因。通过功能富集分析发现这些miRNA靶基因显著参与细胞周期、细胞分化、细胞生长、转移等转录后调控的肿瘤生物进程,并与FoxO信号通路、p53信号通路、基因监测通路等信号通路高度相关。通过分析生存曲线发现hsa-mir-144与hsa-mir-133a-2显著与乳腺癌患者生存相关。结论:识别的乳腺癌致病miRNA调控网络中miRNA之间有相互作用,且网络整体功能不仅受hub网络影响,也受元件自身特性影响,这些miRNA靶基因显著富集于肿瘤相关生物学进程与信号通路中。     

MicroRNA对干细胞调控作用的研究进展

干细胞是具有自我复制及更新能力的原始不成熟细胞,可向不同组织及器官分化,在胚胎和成体组织中都有存在.干细胞的应用作为组织修复和重建的一种新策略,近几年来受到了医学界和生物学界的广泛关注,而microRNA(miRNA)作为一种长约21～23个核苷酸的内源性非编码RNA的分子,其通过与靶mRNA结合,发挥负向基因转录调控作用的功能已在研究中被证实,其对细胞乃至生物体的影响也渐渐成为研究的热点.但干细胞与miRNA两者之间是否存在联系,miRNA是否在干细胞的分化、增殖中也具一定有作用,已逐渐成为一项值得研究的课题.这不仅可以使我们更加全面的了解miRNA的作用,也为干细胞的应用提供了新的研究途径和理论依据.因此本文就miRNA及其对胚胎干细胞和成体干细胞的调控做一综述.     

长链非编码RNA H19对成骨分化及骨性疾病影响的研究进展

越来越多的研究表明长链非编码RNA (long non-coding RNA, lncRNA)广泛参与干细胞成骨分化进程,调节多种干细胞及成骨细胞的增殖与凋亡,在维持骨代谢平衡中发挥重要的作用。近年来有研究报道,lncRNA H19的异常表达与骨质疏松、骨性关节炎、骨质增生、骨肉瘤及多发性骨髓瘤等疾病都有密切关系。LncRNA H19可通过直接吸附微小RNA (microRNA,miRNA)或作为上游基因调控miRNA表达,然后通过Wnt/β-catenin、转化生长因子β(transforming growth factorβ,TGF-β)及Notch等信号转导通路改变成骨分化相关基因RUNX2、OCN等的表达,最后调控骨形成进程。本文对国内外关于lncRNA H19对骨性疾病的影响的研究进展作一综述,探讨lncRNA H19调节骨性疾病的发生和发展的作用和机制,以期为骨代谢相关疾病治疗和预防提供更加可靠的理论依据。     

miRNA对固有免疫信号通路调控的研究进展

小RNA(miRNA)作为一种小分子非编码RNA,通过抑制表达或降解靶基因mRNA的方式对目标基因进行调控,参与多种生理和病理过程.随着对miRNA的深入研究发现,miRNA可通过调控免疫通路及通路中的免疫因子影响免疫进程.Toll样受体(TLR)、维甲酸诱导基因Ⅰ样受体(RLRs)和核苷酸结合寡聚化结构域样受体(NLRs)作为固有免疫模式识别受体(PRR)重要成员,在识别病原及诱导下游免疫因子抵抗病原入侵方面有重要作用,本文将就miRNA对TLR,RLRs,NLRs固有免疫信号调控方式及结果的最新研究进行总结,为深入研究miRNA对固有免疫调控作用提供参考.     

MicroRNA调控哺乳动物骨骼肌发育

MicroRNA (miRNA)是一类长度大约为22 bp的小分子非编码RNA,广泛存在于哺乳动物中,部分miRNA表达具有时空和组织特异性。哺乳动物中miRNA主要通过与靶基因3° UTR区结合抑制其翻译,调控机体生物学功能。miRNA在哺乳动物骨骼肌发育中发挥重要调节作用。哺乳动物骨骼肌发育是一个复杂的生物学过程,包括骨骼肌干细胞增殖、迁移、分化,成肌细胞增殖、分化、肌管融合,肌纤维肥大,能量代谢,纤维类型转换等。miRNA参与骨骼肌发育的各个环节,通过靶向各个时期的关键因子调控骨骼肌发育。本文对miRNA在骨骼肌发育中的调控作用进行了综述,以期为深入理解骨骼肌发育规律提供参考。     

昆虫miRNAs功能研究进展

miRNA是一类长度在18～25个碱基的具有调控作用的RNA核酸小分子。在各种生物学过程的调控中均起着举足轻重的作用。近年来,随着miRNA研究技术的飞速发展,昆虫miRNA研究取得了许多重要成果。该文主要综述了miRNA在昆虫免疫、生殖、凋亡及神经发育等生物学过程中功能的研究进展,以期为相关研究提供参考。     

MicroRNA对胚胎干细胞的多能性网络调控

胚胎干细胞(Embryonic stem cells, ESCs)是一类能够无限增殖和诱导分化为多种类型细胞的干细胞。MicroRNA(miRNA)是一类内源性具有调控基因表达功能的非编码RNA, 在ESCs增殖和分化过程中起重要作用。MiRNA可以通过对ESCs多能性网络中的转录因子、细胞周期、表观遗传学、信号转导等方面调控, 促使ESCs维持多能性状态。文章重点综述了miRNA的生成过程、调控ESCs多能性的主要miRNA家族以及miRNA对ESCs多能性网络调控作用等内容。