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。     

人（Homo sapiens）海马神经元microRNA调控网络的构建及其基本性质研究

目的：建立人海马神经元中的分子相互作用调控网络,研究miRNA在这个网络中是如何与其他信号通路相互作用并形成更复杂的生物网络,以及miRNA对网络中其靶点的调控如何影响生物网络的性质。方法：通过对已发表文献实验数据的挖掘分析,获得了哺乳动物海马神经元中主要信号通路的580个组分的一组相互作用数据,以及海马神经元中的miRNA表达谱。使用PITA,Miranda,TargetScan三个miRNA靶点预测软件计算出了这580个组分中的345个miRNA靶点。使用cytoscape对这些相互作用数据建立网络并对其性质进行计算分析。结果：建成了海马神经元中一个包含633个节点1653条边的miRNA调控网络,该网络中转录因子,adapter,酶更多的受到miRNA调控。结论：人海马神经元中,miRNA主要通过对转录因子,adapter和酶进行调控,与其他信号通路相互作用形成了一个更加复杂的网络,新形成的网络的集群系数,网络异质性,网络中心化程度,平均最短路径长度,平均邻点数都发生了变化。     

植物microRNA的生物合成和调控功能

植物microRNA(miRNA)是一类21～24个核苷酸长度的小RNA分子。它的生物合成机制及其对植物生长发育的重要调控作用是人们普遍关注的科学问题和深入探索的研究对象。目前,RNA分子生物学在理论和技术上日趋完善,正在成为一门独立的新兴学科,对生物相关学科的发展产生了重要影响。其中,植物miRNA的生物合成和调控功能是植物小RNA分子生物学的核心问题之一。该文提供植物miRNA领域的最新研究成果,在此基础上对未来的学科发展提出新的建议。     

基于microRNA共调控网络的microRNA调控机制研究

已有研究通过计算和实验的手段,证明了不同的microRNA(miRNA)通过相互之间的合作,来共同调控它们所共有的靶基因。对miRNA之间这种合作行为的特性的研究,能够帮助我们更好的理解miRNA的调控机理。本文建立了一个网络来描述miRNA之间的合作关系,并通过对该网络的分析,得出了四点关于miRNA调控机制的性质。第一,基因靶标数目越多的miRNA倾向于与越多的miRNA伙伴进行合作。第二,进化上保守的miRNA所具有的共调控伙伴的数目显著多于非保守的miRNA。第三,以上的性质是跨物种的存在的(人与小鼠)。第四,miRNA与蛋白质在系统层面性质存在一定的相似。     

转录因子与microRNA在基因表达调控中的功能联系及差异

转录因子和微RNA(microRNA)是最大的两类反式作用因子,它们是基因表达调控的重要调控因子.它们协调发挥调控作用,精细调控基因的表达,在细胞分化和动物生长发育过程中发挥重要的作用.随着对转录因子和microRNA研究的深入,人们发现转录因子和microRNA在基因表达调控网络中关系紧密,它们的分子作用机制有许多相似之处,两者都通过各自的顺式作用元件调控基因表达,且作用的方式类似.但转录因子和microRNA也存在不同之处,转录因子既可以激活基因表达,也可抑制基因表达,而microRNA主要是抑制基因表达.另外,转录因子调控区的复杂性一般高于microRNA的调控区域.本文综述了转录因子和microRNA的异同点,并提出了未来转录因子和microRNA的研究方向.     

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。     

microRNA调控网络与肿瘤

microRNA(miRNA)是一类长度约为22nt的小分子非编码RNA,对基因表达进行转录后调控。基因调控网络由各种回路,如前馈和反馈回路组成。它通过将外界刺激整合成合适的输出信号,控制细胞从增殖到死亡几乎所有的生命活动。已知基因调控网络的失调与肿瘤的发生发展密切相关。新近的实验证据表明,miRNA广泛参与基因调控网络中的反馈和前馈回路。该文主要介绍miRNA在基因表达调控网络中的作用及其与肿瘤发生发展的关系。     

肿瘤和心血管疾病中的应激信号与microRNA调控

机体对于生理性或非生理性的应激信号异常应答,往往是导致疾病发生的病因。肿瘤或心血管疾病的发生就是很好的例证。近年来许多研究指出,机体对外界应激信号的应答受microRNA调控,而异常的microRNA调控与上述疾病的发生有着密切联系。在此,我们概述了若干与应激信号调控相关的microRNA及其作用机制,阐述它们与肿瘤和心血管疾病发生的密切关系。     

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.     

let-7 microRNA调控动物器官发育的研究进展

微小RNA（microRNA,miRNA）是一类在进化上高度保守、长度约20～24 nt的小分子非编码RNA,能通过与靶基因3′非翻译区相结合从而抑制靶基因的翻译或降解靶基因。let-7 microRNA是发现较早的一类miRNA,最早在线虫中发现能调控细胞分裂的时序。此后大量证据表明,let-7参与动物多个器官发育的调控过程,并与人类疾病发生密切相关。该文综述了近年来let-7调控动物脑、神经及心肺系统等器官发育的研究成果,初步阐述了let-7调控动物器官发育可能的作用机制,以期为深入研究let-7的功能奠定基础。     

调控褐色脂肪细胞分化的microRNAs

MicroRNA(miRNA)是近年来在真核生物中发现的一类长约22nt的内源性非编码RNA,在动物中主要通过抑制靶mRNA翻译,在转录后水平调控基因表达。动物体内有两种类型的脂肪组织：褐色和白色脂肪,白色脂肪以甘油三脂形式贮存能量,而褐色脂肪利用甘油三酯产生能量。褐色脂肪因其对肥胖的拮抗作用而对研究肥胖等代谢疾病具有重要意义,大量研究表明miRNA在褐色脂肪细胞分化中扮演着重要角色,其自身也受到多种转录因子和环境因子调控,这个复杂的调控网络维持了体内脂肪组织稳态。文章主要综述了miRNA在褐色脂肪细胞分化中的最新研究进展,以期为利用miRNA进行肥胖、糖尿病等相关疾病及其并发症的治疗提供新思路。     

microRNA与心脏疾病

microRNA是植物和动物基因组编码的小分子非编码RNA.这种高度保守、长21～25个碱基RNA分子通过与mRNA的3'非编码区结合来调控基因组表达.microRNA通过其转录后调控机制在胚胎发育、细胞增殖,细胞分化、细胞死亡及细胞凋亡中发挥调控作用.近期研究发现,microRNA的异常表达可导致心脏疾病的发生、发展.现对microRNA在心脏发育、心肌肥厚和心肌重构、心力衰竭和心律失常等过程中的作用进行综述.     

microRNA识别和鉴定方法

microRNA是一类长约22nt的内源非编码小分子RNA,在线虫、果蝇、家鼠、人体及拟南芥等生物中普遍存在,并对其生长发育起着重要的调控作用。目前通过实验和计算机的方法在植物和动物中发现了越来越多的microRNA。通过对识别和鉴定新microRNA的主要方法策略的总结可以为microRNA今后的研究和发展提供一些思路和启发。     

microRNA对细胞自噬调节

细胞自噬是细胞内高度保守的细胞自我消化和分解代谢过程,细胞内变性蛋白、衰老和受损的细胞器被转运到溶酶体降解. 自噬过程失调引起多种疾病,包括感染、衰老、神经退行性疾病、癌症和心脏疾病等,因此,自噬过程需要非常精确的调控. MicroRNA是一类在基因转录后水平调控目的基因的功能性小RNA分子.研究发现,microRNA可以通过RNA干扰（RNA interference, RNAi）途径调控某些自噬相关基因(autophagy related gene, ATG)及其调节因子.这些microRNA表达异常足以影响自噬水平,使得microRNA成为自噬研究的新视角,同时也使microRNA成为治疗自噬失调引起的疾病的潜在靶点.本文将对有关microRNA参与细胞自噬调控的最新研究动态进行综述.     

Characterization of Evolutionarily Conserved MicroRNAs in Amphioxus

Amphioxus is an extant species closest to the ancestry of vertebrates.Observation of microRNA(miRNA)distribution of amphioxus would lend some hints for evolutionary research of vertebrates.In this study,using the publicly available scaffold data of the Florida amphioxus(Branchiostoma floridae)genome,we screened and characterized homologs of miRNAs that had been identified in other species.In total,68 pieces of such homologs were obtained and classified into 33 families.Most of these miRNAs were distributed as clusters in genome.Inter-species comparison showed that many miRNAs,which had been thought as vertebrate-or mammal-specific before,were also present in amphioxus,while some miRNAs that had been considered as protostome-specific before also existed in amphioxus.Compared with ciona,amphioxus had an apparent miRNA gene expansion,but phylogenetic analysis showed that the duplicated miRNAs or clusters of amphioxus had a higher homology level than those duplicated ones in vertebrates.     

MicroRNAs support a turtle + lizard clade

Despite much interest in amniote systematics, the origin of turtles remains elusive. Traditional morphological phylogenetic analyses place turtles outside Diapsida-amniotes whose ancestor had two fenestrae in the temporal region of the skull (among the living forms the tuatara, lizards, birds and crocodilians)-and allied with some unfenestrate-skulled (anapsid) taxa. Nonetheless, some morphological analyses place turtles within Diapsida, allied with Lepidosauria (tuatara and lizards). Most molecular studies agree that turtles are diapsids, but rather than allying them with lepidosaurs, instead place turtles near or within Archosauria (crocodilians and birds). Thus, three basic phylogenetic positions for turtles with respect to extant Diapsida are currently debated: (i) sister to Diapsida, (ii) sister to Lepidosauria, or (iii) sister to, or within, Archosauria. Interestingly, although these three alternatives are consistent with a single unrooted four-taxon tree for extant reptiles, they differ with respect to the position of the root. Here, we apply a novel molecular dataset, the presence versus absence of specific microRNAs, to the problem of the phylogenetic position of turtles and the root of the reptilian tree, and find that this dataset unambiguously supports a turtle + lepidosaur group. We find that turtles and lizards share four unique miRNA gene families that are not found in any other organisms' genome or small RNA library, and no miRNAs are found in all diapsids but not turtles, or in turtles and archosaurs but not in lizards. The concordance between our result and some morphological analyses suggests that there have been numerous morphological convergences and reversals in reptile phylogeny, including the loss of temporal fenestrae.