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。     

MicroRNA参与的调控网络

成熟的microRNA（miRNA）是一类长约18～24个核苷酸、内源性非编码小RNA分子,它在体内下调靶基因的表达。迄今在不同物种中已发现的miRNA达上千种。miRNA的发现为基因表达调控研究打开了新的窗口。目前研究者不仅关注miRNA在发育、分化、生长和代谢等诸多生物过程中的作用,而且开始进一步探寻其发挥作用的分子机理,以期重新描绘基因表达调控网络图。文章综述了miRNA对其靶基因的调控特点,介绍了miRNA自身调控研究的最新进展,从而有助于理解miRNA参与的基因表达调控网络的复杂性。     

miRNA在植物病原调控方面的研究进展

miRNA是一类在真核生物体内普遍存在的,长度在22 nt左右的单链小RNA分子。大量研究发现,miRNA可广泛参与植物的生长发育、新陈代谢、物质运输、逆境响应及病原防御等多种生理生化过程。目前已经从植物中鉴定到大量的miRNA,但其中参与植物病原调控相关miRNA的研究较少。miRNA作为一种重要的转录调控因子,可参与调控病原相关分子模式触发的免疫反应和效应因子触发的免疫反应。拟南芥中,miRNA393通过靶向生长素受体基因对植物生长素进行负调控,从而在抵御细菌侵染方面发挥作用;水稻中,miRNA528可响应水稻条纹病毒(RSV)的侵染,人为提高miRNA528水平有助于维持水稻对RSV的抗性。阐述了miRNA的作用机制,与植物细菌、真菌和病毒侵染相关的miRNA研究进展,总结了葡萄,苹果,梨和桃等具有重要经济价值果树中病原调控相关miRNA研究情况,旨在为今后miRNA在植物,特别是在果树抗病研究方面提供全面的理论依据。     

病毒编码的miRNA:基因表达新的调控因子

微小RNA(microRNA,miRNA)是一类长约22个核苷酸的RNA,在数量、序列、结构、表达和功能上具有多样性。目前,通过生物信息学手段和分子克隆方法,已发现了3518种miRNA,在控制细胞的生长发育、分化、凋亡等过程中发挥着十分重要的作用。最近研究发现疱疹病毒、多瘤病毒、逆转录病毒的某些病毒基因组也能够编码miRNA,这些miRNA在调控病毒基因自身表达以及病毒与宿主相互作用方面可能起重要的作用。某些病毒甚至能够利用宿主体内的miRNA调控其自身表达。找出病毒可能编码的miRNA,探索其对病毒感染、复制、表达的作用,有助于病毒分子生物学的研究,也会为研发防治病毒的新方法和新途径提供新的思路。     

miRNA调控树突状细胞的分化、成熟和功能

miRNA是一类高度保守的内源性非编码小RNA,主要作用于靶mRNA的3′-非翻译区,在转录后水平调控基因表达。miRNA可调控造血细胞的增殖、分化及免疫系统的内环境稳定,在固有免疫和适应性免疫中发挥重要的作用。树突状细胞(dendritic cell,DC)是目前发现的抗原递呈能力最强的细胞,是启动、调控并维持免疫应答的中心环节。证据显示,miRNA也参与了树突状细胞的发育、分化和功能的调控,本文将综述miRNA与树突状细胞的关系的最新研究进展。     

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。     

白血病microRNA的研究进展

microRNA（miRNA）是一种小分子非编码RNA,在细胞增殖、分化和凋亡等多种生理过程中发挥着重要的作用.近年来有关miRNA与多种癌症的关系已经得到证实,并且成为当前研究的热点.目前,已鉴定了miRNA在多种癌症中的表达谱,并报道了与白血病类型以及细胞遗传学相关的miRNA表达标签.越来越多的研究发现,部分miRNA在白血病等癌症中起着癌基因和抑癌基因的作用,而且某些miRNA跟诊断和预后有关,具有一定的临床意义和良好的应用前景.同时,运用新的技术手段发现和鉴定新的miRNA分子也为我们对白血病的发病机制的理解提供了新的视角.本文总结了近年来白血病相关miRNA的研究进展,并呈现了白血病中跟分化、增殖和凋亡有关的miRNA介导的调控网络,以期为深入了解白血病的发病机制提供借鉴作用.     

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。     

miRNA，siRNA，saRNA与基因表达调控

近年来的研究发现,生物体内存在着大量的非编码RNA（non．codingRNAs,ncRNA）,它们在染色质修饰、基因转录、RNA剪接和mRNA翻译等多种水平上参与了基因表达的调控。ncRNA中的小分子RNA如miRNA能够识别特定的目标mRNA,通过与mRNAs3’非翻译区结合,影响mRNA转录及蛋白质翻译;siRNA是RNA干扰的引发物,能够导致与dsRNA同源的mRNA降解,进而抑制相应基因表达;saRNA是目前最新发现的一种靶向目的基因启动子区的在转录水平激活目的基因表达的dsRNA。miRNA、siRNA和saRNA在生成机制、作用途径等方面关系密切,既区别又相互联系,小分子RNA的研究将是今后分子生物学的研究热点之一。     

microRNA参与植物次生代谢与非生物胁迫的调控

微RNA(microRNA,miRNA)为广泛存在于真核生物中的约16 ～ 29个核苷酸长度的内源非编码单链RNA分子,在植物中参与细胞增殖、分化、代谢、器官形成以及抵御盐、温度、干旱、重金属胁迫等方面的调节.植物miRNA主要通过对靶基因降解或抑制靶基因的表达,影响植物的生长发育.目前对miRNA的产生与调控方式的研...     

植物MicroRNA功能的研究进展

MicroRNA(miRNA)是真核生物基因表达的一类负调控因子,植物miRNA主要在转录水平上通过介导靶基因的甲基化、在转录后水平介导靶mRNA的切割或降低靶mRNA的翻译来调节基因的表达,从而调控植物器官的形态建成、生长发育、激素分泌与信号转导以及植物对逆境胁迫因素的应答能力。该文主要综述了近年来植物miRNA在植物生长发育、激素调节与信号转导以及逆境胁迫应答中的重要作用,并针对miRNA的网络调控特征提出了今后miRNA功能研究的方向。     

外泌体miRNA的生物学功能及其在肺纤维化疾病中的调控作用

外泌体是一种微型纳米级细胞外囊泡,由于能够直接参与细胞间信息的传递和物质的运输,被认为是细胞间通讯、免疫调节、疾病诊断和预后循环生物学标志物的重要载体,其携带的核酸和蛋白质等内含物能够影响受体细胞的生理状态.作为一种内源性非编码微小RNA,microRNA (miRNA)对疾病诊断和治疗有着重要的研究价值,有大量证据表明该类分子对肺部疾病的发病进程起着控制调节作用.本文聚焦于近年来细胞外泌体来源miRNA的生物学特性和功能领域,综述了近年来生物医学研究中的热点分子外泌体miRNA在肺部疾病尤其是肺纤维化中调控功能和机制的研究,因此不仅能为肺纤维化疾病的诊断提供新的标志物分子,并且还能够为肺纤维化的外泌体干预治疗建议新的干预策略.     

miRNAs的表达调控机制

microRNAs(miRNAs)是一类在转录后基因调控中发挥功能的非编码小RNAs,在发育、生长和分化等过程中发挥重要作用.至今已经在动物、植物和微生物等不同生物体中鉴定出来数千种miRNAs. miRNAs可以通过降解mRNA或抑制蛋白翻译的方式调节特异基因表达.生物体内约30%的基因都受miRNAs的调节.miRNAs的表达与功能受到转录因子、表观遗传学、多核苷酸多态性及其RNA编辑等多种因素的调节.此外,特异miRNA基因敲除的成功为研究miRNAs功能提供了有力的实验模型.     

microRNAs as oncogenes and tumor suppressors

microRNAs (miRNAs) are a new class of non-protein-coding, endogenous, small RNAs. They are important regulatory molecules in animals and plants. miRNA regulates gene expression by translational repression, mRNA cleavage, and mRNA decay initiated by miRNA-guided rapid deadenylation. Recent studies show that some miRNAs regulate cell proliferation and apoptosis processes that are important in cancer formation. By using multiple molecular techniques, which include Northern blot analysis, real-time PCR, miRNA microarray, up- or down-expression of specific miRNAs, it was found that several miRNAs were directly involved in human cancers, including lung, breast, brain, liver, colon cancer, and leukemia. In addition, some miRNAs may function as oncogenes or tumor suppressors. More than 50% of miRNA genes are located in cancer-associated genomic regions or in fragile sites, suggesting that miRNAs may play a more important role in the pathogenesis of a limited range of human cancers than previously thought. Overexpressed miRNAs in cancers, such as mir-17-92, may function as oncogenes and promote cancer development by negatively regulating tumor suppressor genes and/or genes that control cell differentiation or apoptosis. Underexpressed miRNAs in cancers, such as let-7, function as tumor suppressor genes and may inhibit cancers by regulating oncogenes and/or genes that control cell differentiation or apoptosis. miRNA expression profiles may become useful biomarkers for cancer diagnostics. In addition, miRNA therapy could be a powerful tool for cancer prevention and therapeutics.     

Mathematical modeling of combinatorial regulation suggests that apparent positive regulation of targets by miRNA could be an artifact resulting from competition for mRNA

MicroRNAs bind to and regulate the abundance and activity of target messenger RNA through sequestration, enhanced degradation, and suppression of translation. Although miRNA have a predominantly negative effect on the target protein concentration, several reports have demonstrated a positive effect of miRNA, i.e., increase in target protein concentration on miRNA overexpression and decrease in target concentration on miRNA repression. miRNA–target pair-specific effects such as protection of mRNA degradation owing to miRNA binding can explain some of these effects. However, considering such pairs in isolation might be an oversimplification of the RNA biology, as it is known that one miRNA interacts with several targets, and conversely target mRNA are subject to regulation by several miRNAs. We formulate a mathematical model of this combinatorial regulation of targets by multiple miRNA. Through mathematical analysis and numerical simulations of this model, we show that miRNA that individually have a negative effect on their targets may exhibit an apparently positive net effect when the concentration of one miRNA is experimentally perturbed by repression/overexpression in such a multi-miRNA multitarget situation. We show that this apparent unexpected effect is due to competition and will not be observed when miRNA interact noncompetitively with the target mRNA. This result suggests that some of the observed unusual positive effects of miRNA may be due to the combinatorial complexity of the system rather than due to any inherently unusual positive effect of the miRNA on its target.