靶向miRNA前体不同类型sgRNA的丰度及特异性评估

CRISPR/Cas技术能高效进行基因组定点编辑,但不同细菌来源或人工改造的Cas9以及Cpf1等核酸酶识别的PAM (protospacer adjacent motif)有差异,因此不同的基因编辑核酸酶可能采用不同类型的sgRNAs(small guide RNAs)。MicroRNAs (miRNAs)是一类调控性的小分子非编码RNAs,为了研究miRNA前体中是否可能存在特异性高的sgRNAs靶点,本文利用本课题组前期开发的生物信息学软件CRISPR-offinder,对靶向28 645条miRNA前体的11种不同类型sgRNA的丰度及特异性进行了分析,并利用CRISPR/Cas9慢病毒技术构建了猪miR-302/367基因簇敲除细胞系,对构建的猪miRNA敲除细胞系的效率进行了检测。结果表明,每个miRNA前体中平均存在约8种不同类型sgRNA的靶点;通过评估靶向猪miRNA前体sgRNA的脱靶效应,发现其中特异性高的sgRNA仅占18.2%;通过CRISPR/Cas9慢病毒技术成功构建了猪miR-302/367基因簇敲除细胞系,发现通过该技术构建miRNA敲除细胞系的效率为40%。本研究为利用CRISPR/Cas技术靶向敲除miRNA提供了重要资源。     

鸡miR-17-92基因簇上游调控区功能分析

miR-17-92基因簇(miR-17-92 cluster)在细胞增殖、分化、凋亡、动物发育以及肿瘤发生等过程中发挥重要作用。目前,人和小鼠等哺乳动物miR-17-92基因簇的转录调控已有深入研究,但该基因簇在鸡等鸟类中的转录调控研究还未见报道,主要原因在于鸟类miR-17-92基因簇上游的基因组序列都存在一个gap,且该基因簇启动子的位置和序列也还不清楚。为此,本研究采用染色体步移的方法获得鸡miR-17-92基因簇上游gap区序列,并采用生物信息学分析和报告基因及截短突变技术开展该gap区的功能分析。染色体步移分析发现,鸡miR-17-92基因簇上游gap区全长1704 bp,GC含量达80.11%。生物信息学分析显示,鸡miR-17-92基因簇上游gap区内1段200 bp的序列与人、牛、小鼠等9种动物miR-17-92基因簇上游序列保守性较高,且该区域为人和小鼠等哺乳动物miR-17-92基因簇宿主基因的核心启动子区。将克隆的gap区序列插入pGL3 basic荧光素酶报告基因载体,构建成启动子荧光素酶报告基因载体pGL3-cMIR17HG(-4228/-2506)。荧光素酶报告基因活性分析表明,pGL3-cMIR17HG(-4228/-2506)报告基因的活性是pGL3 basic空载体活性的417倍,证明所克隆的gap区片段是鸡miR-17-92基因簇宿主基因的启动子。为进一步分析该启动子的结构和功能,构建gap区片段的5°端缺失突变(缺失448 bp)和3°端缺失突变(缺失894 bp)的荧光素酶报告基因载体。与pGL3-cMIR17HG(-4228/-2506)相比,5°端和3°端缺失突变分别使启动子报告基因活性降低19.82%和60.14%。这些数据提示,鸡miR-17-92基因簇宿主基因启动子的重要调控区位于-3400/-2506。本研究结果为进一步开展鸡miR-17-92基因簇的转录调控奠定了基础。     

阿霉素损伤心肌细胞miRNA378与网腔钙结合蛋白、内质网应激的关系

目的：研究阿霉素损伤心肌细胞miRNA378与网腔钙结合蛋白（calumenin）、内质网应激相关性。方法：原代培养乳鼠心肌细胞分为6组：对照组、阿霉素组、miRNA378过表达对照组、miRNA378过表达组、miRNA378沉默对照组、miRNA378沉默组,采用免疫组化法检测细胞α-SMA蛋白;慢病毒质粒转染心室肌细胞,实时荧光定量PCR技术检测各组心肌细胞miRNA378、calumenin及葡萄糖调节蛋白78（GRP78） mRNA表达。结果：与阿霉素组相比较,miRNA378过表达组心肌细胞calumenin mRNA表达增加（P<0.01）,而GRP78 mRNA表达减少（P<0.01）;与阿霉素组相比较,miRNA378沉默组calumenin及GRP78 mRNA表达无统计学差异。结论：阿霉素损伤乳鼠心肌细胞是通过减少calumenin蛋白表达进而引起内质网应激,该作用通过上调miRNA378得到缓解。     

炭样小单孢菌中抗生素生物合成相关蛋白的筛选

目的：筛选一株具有广谱抗菌活性的炭样小单孢菌JXNU-1中核苷类抗生素生物合成相关蛋白。方法：通过iTRAQ定量蛋白质组学技术对JXNU-1菌体生长期（36h）和产物合成期（108h）的差异蛋白进行鉴定和功能分析。结果：基于iTRAQ定量蛋白质组学技术共鉴定出炭样小单孢菌总蛋白质2390个,差异表达蛋白172个,在产物合成期（108h）表达上调76个、表达下调96个。通过蛋白GO和COG注释等功能分析,筛选出12个与抗生素合成密切相关蛋白和5个生物合成基因簇。结论：利用iTRAQ技术筛选出炭样小单孢菌JXNU-1的抗生素合成相关蛋白,为阐明该抗生素的生物合成机制奠定实验依据。     

miRDOA:集数据存储与在线分析于一体的综合型microRNA数据库

miRNA(microRNA)是一类小的非编码RNA,普遍存在于动物、植物等多个物种中,研究表明在原生生物以及病毒中也有miRNA。miRNA在生物的成长、发育、细胞凋亡、神经紊乱、癌症等多个方面都起到至关重要的作用,miRNA还可作为Biomarker应用于癌症等疾病的诊断和治疗。miRDOA (miRNA Database and Online Analysis)数据库存储了二百多个物种的miRNA相关信息,提供了基本的浏览和搜索功能。用户可以通过物种来浏览miRNA相关数据,也可以通过miRNA、靶基因或者序列进行检索。除此之外,miRDOA还提供了在线分析模块,主要对高通量测序数据进行初步分析,在此基础上,添加了靶基因预测、表达谱数据差异分析,以及在线BLAST功能。miRDOA是一个完全免费的开源的数据库网站,并实时更新。     

链霉菌基因组及次生代谢研究进展

链霉菌属革兰氏阳性放线菌,具有复杂的生活周期和次生代谢途径,并产生大量具有重要价值的天然代谢物。本文概述了链霉菌基因组染色体的独特结构与次生代谢途径的研究进展,重点论述了利用基因组信息改造和调控链霉菌次生代谢途径的研究成果。后基因组时代的功能基因组研究使人类能深入了解链霉菌家族,对链霉菌进行更加合理高效的遗传操作,为提高具有重要价值的天然代谢物的产量和获得新代谢物创造更有利的条件。     

MicroRNA调控固有免疫应答的分子机制

MicroRNA（miRNA）是近几年继siRNA之后非编码RNA研究的又一热点．它通过与靶mRNA的特异性结合,在转录后水平上对基因表达进行调控．研究表明,miRNA可能参与脊椎动物固有免疫应答的多个环节．在病原微生物感染时,它们不仅成为重要的固有免疫受体活化后的信号调节分子,而且能够直接干扰病毒复制而发挥抗病毒效应．miRNA可能与经典的固有免疫应答体系共同组成机体抵御病原微生物入侵的“第一道防线”．同时,病原微生物,特别是病毒还可以通过自己编码miRNA或者改变宿主细胞miRNA表达谱直接或间接地干扰很多宿主免疫相关基因的表达,实现逃逸机体免疫清除的目的．因此,miRNA水平的相瓦作用可能是病原微生物与其宿丰展开免疫“博弈”的重要战场．     

外泌体miRNA生物标志物在肝癌中的研究进展*

外泌体广泛存在于多种体液中,携带有大量活性物质,如mRNA、miRNA、蛋白和脂质等。其中的miRNA是一类短非编码RNA,在转录后水平调节基因的表达,广泛参与个体生长发育等各生命活动。外泌体miRNA有多种生物学功能,在肿瘤的发生发展、侵袭转移、机体耐药及免疫调控等多方面发挥着重要作用。目前的研究表明,无论是作为肿瘤早筛早诊和预后评估标志物还是用于肿瘤治疗,外泌体miRNA都有很好的应用前景。本文就近年来外泌体miRNA在肝癌中的研究进展和临床应用进行综述。     

兰州熊蜂蜂王头部产卵相关microRNA生物信息学分析

【目的】头部是熊蜂感觉和取食中心,也是生理行为的指挥中心。microRNA（miRNA）参与重要生理行为的调控。本研究初步探索了产卵和未产卵兰州熊蜂Bombus lantschouensis蜂王头部差异表达miRNA及其靶基因,以期探明蜂王头部miRNA在产卵过程中作用。【方法】以本土优良蜂种兰州熊蜂 B. lantschouensis 为材料,利用Solexa高通量测序技术对产卵和未产卵蜂王头部miRNA进行测序,运用生物信息学软件对miRNA及其靶基因进行预测;并应用qPCR技术验证极显著差异表达的miRNA。【结果】共获得兰州熊蜂产卵和未产卵蜂王头部miRNA的clean data数,分别为14 228 864和21 431 031 条reads;长度分析表明,在19~24 nt序列中22 nt序列数量最多,分别占产卵和未产卵蜂王序列的45.8%和45.1%。miRNA预测结果显示,共获得297个miRNA,其中270个为已知miRNA,有92个存在于蜜蜂中,其余178个分别存在于蜜蜂以外的其他物种中;另外27个为新的miRNA。在蜜蜂92个已知的miRNA中,在产卵蜂王头部中表达的共有91个,特异表达的有2个;在未产卵蜂王头部中表达的共有90个,特异表达的有1个。27个新的miRNA中,在产卵蜂王头部中表达的共有22个,特异表达的有2个;未产卵蜂王头部中表达的共有25个,特异表达的有5个。miRNA差异表达分析表明,在产卵与未产卵蜂王头部,共有8个已知miRNA表达量达到差异极显著水平（P<0.01）。qPCR结果表明,这8个表达差异极显著的miRNA均存在于熊蜂体内。在8个差异极显著的miRNA中,3个miRNA进行靶基因预测,发现它们共同调控9个靶基因,这些基因主要参与GTP结合和转录调控。【结论】本研究首次利用高通量测序技术鉴定了熊蜂头部组织的miRNA,并发现蜂王产卵与否受到miRNA差异表达的调控。结果为今后深入开展熊蜂miRNA功能验证及产卵调控机制研究奠定了基础。     

香蕉枯萎病菌Argonaute基因功能分析及其调控小RNA发生

尖孢镰刀菌古巴专化型Fusarium oxysporum f.sp.cubense是威胁香蕉生产的重要土传病原真菌,其中4号生理小种(Foc4)能感染几乎所有的栽培品系.Argonaute蛋白(AGO)介导的RISC复合体在RNAi干扰中起到重要作用.Foc4含有两个进化上高度保守的AGO蛋白,本研究利用同源重组技术获...