家蚕snoRNA Bm-15的细胞定位及与类Notch受体基因的互作关系

【目的】前期研究中发现的一个家蚕Bombyx mori C/D box snoRNA Bm-15能够与类Notch受体基因(Notch-like receptor gene,NLR)发生体外互作。本研究旨在了解家蚕中snoRNA Bm-15与NLR的互作机制。【方法】利用实时荧光定量PCR检测snoRNA Bm-15和NLR在家蚕幼虫、蛹及成虫不同发育阶段的表达谱;利用原位杂交鉴定snoRNA Bm-15与NLR在BmN4细胞中的定位,以探索两者之间的互作机制。【结果】表达谱分析发现,snoRNA Bm-15及NLR在家蚕幼虫期的表达趋势基本一致,均呈现先下降后上升的趋势,2龄幼虫中表达量最低。在家蚕化蛹过程中,snoRNA Bm-15表达量呈现逐渐下降的趋势,到处女蛾时表达量最低。而NLR在雌虫化蛹后第1天表达量最低,处女蛾中表达量最高。利用原位杂交进行细胞定位发现,snoRNA Bm-15不仅存在于BmN4细胞核中,在细胞质中也有分布;而NLR则大部分分布于细胞核中,与Bm-15在核内有位置重叠。【结论】首次在鳞翅目昆虫中发现一个snoRNA Bm-15同时存在于细胞核和细胞质中,与其互作的基因NLR则主要存在于细胞核中,与Bm-15有位置重叠。二者在家蚕幼虫阶段存在一致的表达模式,在化蛹及化蛾过程中存在相反的表达模式,提示snoRNA Bm-15与NLR在家蚕不同发育阶段可能存在不同的互作模式。     

草地贪夜蛾Sf9细胞中snoRNA Bm-15反义寡核苷酸的定位及其对Bm-15的干涉效率

【目的】利用反义寡核苷酸(antisense oligonucleotide,ASO)干涉昆虫核仁小RNA(small nucleolar RNA,snoRNA)Bm-15的表达,并探索ASO进入细胞后的代谢途径。【方法】利用脂质体携带Cy5标记的、2'-O核糖甲基化修饰和硫代磷酸骨架修饰的Bm-15 ASO转染草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda Sf9细胞,然后通过Cy5标记与溶酶体及线粒体免疫荧光探针共定位研究Bm-15 ASO在细胞内的转运机制。利用实时荧光定量PCR检测转染Bm-15 ASO的Sf9细胞中Bm-15的表达量,分析ASO对snoRNA Bm-15的干涉效果。【结果】Bm-15 ASO转染草地贪夜蛾Sf9细胞48 h后,ASO荧光信号充斥整个细胞和位于细胞边缘的比例分别为34%和66%,说明ASO进入细胞后可能分布在不同的亚细胞器中;进一步对Bm-15 ASO和溶酶体及线粒体进行共定位发现,位于细胞边缘的ASO大多被运输至溶酶体而不会存在于线粒体等细胞器中。实时荧光定量PCR检测结果表明,转染Bm-15 ASO的Sf9细胞中Bm-15表达量下降了47%。【结论】即使经过多种化学修饰,ASO仍然逃避不了细胞内源降解机器的识别,这有效解释了某些情况下利用ASO干涉基因表达时靶标基因干涉效率较低的现象。     

利用体腔显微注射法实现非编码RNA在家蚕头部稳定过表达

【目的】通过体腔显微注射非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)过表达载体,研究注射后ncRNA在家蚕Bombyx mori幼虫不同组织中的表达情况,探索研究家蚕ncRNA功能的便捷方法。【方法】利用显微注射仪(玻璃显微注射针)在家蚕5龄第3天幼虫第7-8腹节褶皱处分别注射家蚕ncRNA Bm-15和Bm-152过表达载体piggyBac[A3-EGFP-A3-Bm-15]和piggyBac[A3-EGFP-A3-Bm-152],注射48 h后提取家蚕幼虫头、胸、尾部、腹部背板、腹部腹板和丝腺总RNA,荧光定量PCR检测Bm-15和Bm-152在家蚕幼虫不同组织中的表达情况。【结果】采用玻璃显微注射针造成的创伤面小,注射后家蚕出现感染和死亡的比例低于10%。注射ncRNA Bm-15过表达载体后,在家蚕幼虫头部和尾部都检测到Bm-15的显著性过表达,头部中Bm-15表达量较注射piggyBac[A3-EGFP]空载体时上升了17倍,在其他4个组织中Bm-15表达量与正常饲养组家蚕对照相比变化不显著。注射Bm-152过表达载体后,同样在家蚕幼虫头部和尾部都检测到Bm-152的显著过表达,其中头部中的表达量较注射piggyBac[A3-EGFP]空载体时上升了6. 6倍。腹部背板和丝腺中Bm-152过表达效果也较明显,分别是注射piggyBac[A3-EGFP]空载体时表达量的3. 4和4. 5倍。【结论】体腔显微注射ncRNA过表达载体可以实现ncRNA在家蚕头部中稳定过表达。本研究为后续研究神经相关ncRNA的功能提供了较好的思路和方法。