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MicroRNA及其靶基因的时空特异性与动态变化

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生物化学与生物物理进展 2013年第7期40卷 617-626页

作者：李洁秦性良邵宁生军事医学科学院基础医学研究所北京100850

MicroRNA(miRNA)是一类广泛存在于动植物中大小约22nt的内源单链非编码小RNA分子,通常在转录后水平负调控其靶基因的表达,在机体生命活动的各个过程中(如细胞增殖和分化、凋亡、疾病的发生发展等)发挥着重要的调节作用.越来越多的研究表... 详细信息

MicroRNA(miRNA)是一类广泛存在于动植物中大小约22nt的内源单链非编码小RNA分子,通常在转录后水平负调控其靶基因的表达,在机体生命活动的各个过程中(如细胞增殖和分化、凋亡、疾病的发生发展等)发挥着重要的调节作用.越来越多的研究表明,miRNA的表达具有时序特异性和组织特异性.每种miRNA针对的数个甚至上百个潜在靶基因,在不同的细胞或同一细胞的不同状态下是否能发挥功能性靶标的作用也有所不同.这些研究结果不但说明miRNA及其靶标具有时空动态变化的特性,而且也提示miRNA在机体内发挥作用的复杂性.本文就miRNA及其靶标时空动态变化的相关研究进展做一综述,期望对深入了解miRNA的功能提供新的思路.

关键词： microRNA 靶基因时空特异性动态变化

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长白落叶松小RNA测序和其靶基因预测

北京林业大学学报 2016年第12期38卷 64-72页

作者：张素芳张磊赵佳丽张莉张含国东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室

miRNA是近年来新发现的一种比较特殊的具有高度保守的小RNA,其在基因调控网络中扮演着重要的角色。本文借助Illumia测序平台,经过Solexa测序分析,对长白落叶松的miRNA进行了分析,最终筛选出了15 294 797条clean reads。比对结果显示,除... 详细信息

miRNA是近年来新发现的一种比较特殊的具有高度保守的小RNA,其在基因调控网络中扮演着重要的角色。本文借助Illumia测序平台,经过Solexa测序分析,对长白落叶松的miRNA进行了分析,最终筛选出了15 294 797条clean reads。比对结果显示,除去核糖体RNA(rRNA)2 991 972条、转运RNA(tRNA)65 264条、核内小RNA(snRNA)1 670条、核仁小RNA(snoRNA)467条等ncRNA以及重复序列6 421条,共获得未获得注释的miRNA12 229 003条,占总注释小RNA的79.96%。利用miRDeep2对未注释的小RNA进行miRNA的筛选,共得到78个新发现的miRNA,分别隶属于miR164、miR166、miR160、miR950、miR396家族。通过进一步对靶基因的注释分析共得到333个与其相对应的靶基因;其功能包括转录因子类,未知功能蛋白,离子结合蛋白,延长因子,信号转导,细胞壁或细胞膜的生物合成等调控植物生长发育过程。

关键词：小RNA 长白落叶松 miRNA 靶基因

低氧胁迫下鲢miR-17a-5p及其靶基因分析

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水产学报 2023年第1期47卷 138-151页

作者：李晓晖冯翠王巧欣邹桂伟梁宏伟中国水产科学研究院长江水产研究所华中农业大学湖北洪山实验室

为了探究miR-17a-5p在鲢低氧胁迫下的功能，在前期鲢small RNA测序的基础上对鲢miR-17a-5p进行靶基因预测及功能富集分析，通过双荧光素酶活性验证其与HIF-1α的靶向关系，并检测低氧胁迫下miR-17a-5p和其靶基因在鲢肝脏、脑、心脏和鳃... 详细信息

为了探究miR-17a-5p在鲢低氧胁迫下的功能，在前期鲢small RNA测序的基础上对鲢miR-17a-5p进行靶基因预测及功能富集分析，通过双荧光素酶活性验证其与HIF-1α的靶向关系，并检测低氧胁迫下miR-17a-5p和其靶基因在鲢肝脏、脑、心脏和鳃四个组织中的动态表达特征。结果显示，鲢miR-17a-5p在不同物种间高度保守，预测出381个miR-17a-5p的潜在靶基因显著富集在硫代谢、mTOR信号通路以及萜类骨架的生物合成3个KEGG信号通路上。miR-17a-5p可与HIF-1α mRNA的3′UTR结合，并降低HIF-1α mRNA水平，低氧胁迫下miR-17a-5p的表达呈下降趋势，而HIF-1α表达则呈上升趋势；3个显著富集KEGG通路中的11个miR-17a-5p潜在靶基因在低氧胁迫过程中的不同组织中的表达，尤其是肝脏中的表达，除SGK1外，均呈显著上升趋势。研究表明，低氧胁迫下鲢各组织中miR-17a-5p的表达下调减弱了其对靶基因的抑制作用，进而导致HIF-1α、ddit4和Lrp5等响应低氧胁迫的基因表达上调。本研究为低氧胁迫下鲢miRNA的表达与调控机制提供新见解，也为培育耐低氧的鲢新品系(种)提供了参考。

关键词：鲢 miR-17a-5p 低氧双荧光素酶靶基因信号通路

杨树miRNA的靶基因预测及低氮胁迫表达分析

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同方期刊数据库

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北京林业大学学报 2019年第8期41卷 28-37页

作者：霍晓薇徐千惠王延伟林木分子设计育种高精尖创新中心林木育种国家工程实验室林木花卉遗传育种教育部重点实验室北京林业大学生物科学与技术学院

【目的】鉴定杨树受低氮胁迫后miRNA的靶基因,分析靶基因在氮胁迫后的差异表达并探讨其功能,为揭示杨树低氮胁迫下miRNA的调控功能提供参考,并为树木低氮营养高效利用育种提供重要的候选基因。【方法】根据miRNA的保守性及与靶基因的严... 详细信息

【目的】鉴定杨树受低氮胁迫后miRNA的靶基因,分析靶基因在氮胁迫后的差异表达并探讨其功能,为揭示杨树低氮胁迫下miRNA的调控功能提供参考,并为树木低氮营养高效利用育种提供重要的候选基因。【方法】根据miRNA的保守性及与靶基因的严谨互补配对关系,以杨树miRNA为探针利用靶基因预测软件psRNATarget,通过与毛白杨转录组的基因序列进行比对鉴定靶基因,进一步开展毛白杨受低氮胁迫后靶基因的差异表达分析及功能注释。【结果】获得了131个miRNA家族的242个miRNA成员对应的3 024个靶基因,分别参与了植物激素信号转导、次生代谢产物的生物合成、氨基酸合成代谢、碳代谢和RNA运输等通路。57个靶基因在低氮胁迫处理后发生显著变化,其中受到诱导(29个)和抑制(28个)的基因数目相当。14个低氮胁迫响应的miRNA,其对应的11个靶基因也发生了显著的差异表达变化,其中miRNA和靶基因表达量发生相反变化的有8个miRNA。本研究发现参与植物激素信号转导的靶基因(2个)及参与代谢途径的靶基因(6个)发生了差异表达。miR162的靶基因编码ABC转运蛋白,miR393运用于靶基因KAT2调节Na+和K+动态平衡,miR399的靶基因PIF3编码光敏色素互作因子PIFs蛋白,这些miRNA及靶基因可能在杨树响应低氮胁迫中发挥重要作用。【结论】本文鉴定到了毛白杨中一批低氮胁迫响应miRNA的靶基因,可调控杨树对氮逆境胁迫信号的反应。这些miRNA及靶基因为进一步揭示miRNA及靶基因在低氮胁迫下的调控功能提供了研究线索,为树木氮营养的高效利用改良提供了重要候选基因。

关键词：毛白杨低氮胁迫 miRNA 靶基因差异表达

家蚕let-7 microRNA靶基因Bmlin-41的克隆表达与调控

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生物工程学报 2016年第5期32卷 635-647页

作者：周兰庭周挺高君凌王伟吴小燕黄亚玺夏庆友刘仕平西南大学家蚕基因组生物学国家重点实验室重庆400716 湖北文理学院医学院湖北襄阳441053

异时性基因调控细胞增殖和个体发育阶段的转换。家蚕异时性基因在家蚕变态发育过程中也很可能具有重要的调控作用,但它们的表达模式、生物学功能以及与micro RNA之间的关系却鲜有报道。本研究首先利用果蝇同源基因lin-41搜索家蚕基因组... 详细信息

异时性基因调控细胞增殖和个体发育阶段的转换。家蚕异时性基因在家蚕变态发育过程中也很可能具有重要的调控作用,但它们的表达模式、生物学功能以及与micro RNA之间的关系却鲜有报道。本研究首先利用果蝇同源基因lin-41搜索家蚕基因组数据库中相似序列,设计引物扩增Bmlin-41的编码序列,克隆了家蚕Bmlin-41基因CDS,其长度为2 166 bp,编码721个氨基酸,含有B-box和NHL结构域;随后,利用RT-PCR、q PCR技术并结合已有的家蚕全基因组芯片数据研究了Bmlin-41在家蚕中的时空表达模式,发现Bmlin-41在从家蚕胚胎到成虫的发育过程中呈逐渐递增的表达趋势,在五龄3 d不同组织中,于卵巢里表达量最高,精巢和中肠次之,而其余组织中低量表达或不表达;最后,利用3′RACE克隆了Bmlin-41基因的3′UTR,全长1 434 bp,用在线软件RNAhybrid预测发现Bmlin-41的3′UTR上存在bmo-let-7靶位点,构建了含Bmlin-41 3′UTR的双荧光素酶报告基因载体,在S2细胞上共转染Bmlin-41 3′UTR和bmo-let-7的模拟物(Mimics)和拮抗剂(Antagomir),bmo-let-7 mimics显著下调Bmlin-41,bmo-let-7 antagomir显著上调Bmlin-41,证实了Bmlin-41是bmo-let-7的靶基因。以上研究结果为深入研究let-7 mi RNA和Bmlin-41的功能,揭示Bmlin-41和bmo-let-7在家蚕变态发育过程中的调控关系提供了新的线索。

关键词：家蚕异时性基因家蚕let-7 miRNA Bmlin-41 表达模式靶基因

EV71和CVA16感染人呼吸道上皮细胞后参与免疫应答相关的microRNA和靶基因的分析

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中华微生物学和免疫学杂志 2021年第11期41卷 852-859页

作者：郑雪麟胡雅洁李慧蒋曦董少忠宋杰中国医学科学院&北京协和医学院医学生物学研究所云南省重大传染病疫苗研发重点实验室昆明650118 云南省第一人民医院呼吸与危重症医学科昆明650032

目的通过高通量测序分析肠道病毒71型(EV71)和柯萨奇病毒A16型(CVA16)感染人呼吸道上皮细胞(16HBE)后差异表达的microRNA(miRNA)及其靶基因。方法利用TargetScan和miRDB两个数据库对两种病毒感染后同时上调或下调的miRNA靶基因进行预测... 详细信息

目的通过高通量测序分析肠道病毒71型(EV71)和柯萨奇病毒A16型(CVA16)感染人呼吸道上皮细胞(16HBE)后差异表达的microRNA(miRNA)及其靶基因。方法利用TargetScan和miRDB两个数据库对两种病毒感染后同时上调或下调的miRNA靶基因进行预测,剔除在上调和下调中均出现的靶基因。对上调和下调表达的靶基因进行GO和pathway分析,筛选与免疫应答相关的GO和pathway中所包含的靶基因及其对应的miRNA,并进一步筛选同时参与免疫相关GO和pathway的上调或下调的靶基因及其对应的miRNA。挑选部分miRNA和靶基因进行qRT-PCR验证。结果筛选出上调miRNA对应的靶基因有598个,下调miRNA对应的靶基因有1311个,剔除了同时上调或下调miRNA的靶基因62个。参与免疫应答相关GO及pathway的上调靶基因分别是17个和13个,对应的miRNA分别是15个和17个。参与免疫应答相关GO及pathway的下调靶基因分别是58个和47个,对应的miRNA分别是30个和42个。将参与免疫应答相关GO和pathway的上调靶基因取交集,得到的靶基因有3个,对应调控的miRNA有4个。另外,将参与免疫应答相关GO和pathway的下调靶基因取交集,得到的靶基因有9个,对应调控的miRNA有13个。结论本研究有助于阐明EV71和CVA16感染后宿主——病原体的相互作用,并为手足口病的发病机制研究提供参考。

关键词：肠道病毒71型柯萨奇病毒A组16型微小RNA 靶基因

甜瓜circRNA及其蔓枯病抗性靶基因鉴定

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南京农业大学学报 2020年第4期43卷 629-636页

作者：陈静鲁秀梅任琴琴孙亚亭包卫红陈雯倩钱春桃南京农业大学园艺学院/作物遗传与种质创新国家重点实验室江苏南京210095 海门市农业科学研究所江苏南通226100

[目的]本文旨在通过甜瓜接种蔓枯病菌前、后circRNA的研究及靶基因的筛选验证,探究circRNA在甜瓜抗蔓枯病过程中的作用。[方法]利用感病品种‘白皮脆’和抗病材料PI420145,分别在接种前、后取样,构建circRNA文库,通过RNA-Seq、Real-time... 详细信息

[目的]本文旨在通过甜瓜接种蔓枯病菌前、后circRNA的研究及靶基因的筛选验证,探究circRNA在甜瓜抗蔓枯病过程中的作用。[方法]利用感病品种‘白皮脆’和抗病材料PI420145,分别在接种前、后取样,构建circRNA文库,通过RNA-Seq、Real-time PCR验证以及基因结构分析,探索circRNA在抗蔓枯病过程中的作用。[结果]12个circRNA文库中共鉴定出3136个circRNA,过滤后共获得1511个circRNA。聚类分析结果表明,circRNA的种类和表达具有品种差异性,且接种蔓枯病菌会引起circRNA的变化。接种蔓枯病菌前、后,在PI420145和‘白皮脆’中分别筛选到4个和3个差异表达的circRNA,其中1个circRNA在2种材料中都有差异表达;对6个靶标基因的结构域分析及RT-qPCR分析结果表明,MELO3C022310、MELO3C002560和MELO3C010763基因与甜瓜蔓枯病抗性相关。[结论]circRNA参与了甜瓜材料PI420145对蔓枯病入侵的防御反应。

关键词：甜瓜蔓枯病 circRNA 靶基因

马铃薯miR319基因家族靶基因预测及其功能分析

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园艺学报 2023年第3期50卷 583-595页

作者：尹健朱曦鉴吴瑶瑶李灿辉张金喆云南师范大学云南省马铃薯生物学重点实验室昆明650500 中国农业科学院蔬菜花卉研究所北京100081 中国农业科学院农业基因组研究所广东深圳518120

通过生物信息分析发现,马铃薯miR319基因家族(Stu-miR319)共有3个前体基因,可生成5种成熟序列。序列比对发现,miR319成熟体序列在不同物种间具有高度的保守性,保守位点的分布差异较大。通过构建miR319前体基因的系统演化树发现,Stu-miR... 详细信息

通过生物信息分析发现,马铃薯miR319基因家族(Stu-miR319)共有3个前体基因,可生成5种成熟序列。序列比对发现,miR319成熟体序列在不同物种间具有高度的保守性,保守位点的分布差异较大。通过构建miR319前体基因的系统演化树发现,Stu-miR319的3个前体基因分属不同分支,且不同物种间的演化关系存在差异。组织特异性表达分析结果表明,Stu-miR319的5种成熟体在叶片中均有高表达。通过构建Stu-miR319前体基因过量表达转基因植株以及转录组测序分析发现,Stu-miR319-5p、Stu-miR319-3p、Stu-miR319a-5p和Stu-miR319b各有4个候选靶基因,Stu-miR319a-3p有2个候选靶基因。通过透射电镜分析发现,在Stu-miR319过量表达的植株中,导管细胞的细胞壁均有降解趋势,说明Stu-miR319基因家族对调控导管细胞细胞壁的完整性具有重要作用。

关键词：马铃薯 miR319 靶基因细胞壁

诱导hBMSCs成骨分化中微小RNA和靶基因表达水平的变化

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中国修复重建外科杂志 2012年第4期26卷 483-488页

作者：魏均强张伯勋郑晓飞陈华田学忠唐佩福宋青黎檀实解放军总医院骨科北京100853 军事医学科学院辐射医学研究所解放军总医院急救部北京100853

目的明确萎缩性骨不连组织中表达上调的数种微小RNA(micro RNA,miRNA)与其相应靶基因mRNA、蛋白在hBMSCs成骨分化过程中的表达变化趋势和生物学功能。方法取自体髂骨植骨手术患者的髂骨骨髓血,采用密度梯度离心法分离培养hBMSCs。取第4... 详细信息

目的明确萎缩性骨不连组织中表达上调的数种微小RNA(micro RNA,miRNA)与其相应靶基因mRNA、蛋白在hBMSCs成骨分化过程中的表达变化趋势和生物学功能。方法取自体髂骨植骨手术患者的髂骨骨髓血,采用密度梯度离心法分离培养hBMSCs。取第4代hBMSCs以成骨诱导培养液诱导成骨分化,分别提取0、12 h,1、2、4、7、14 d时的细胞总RNA和蛋白,进行miRNA的实时定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)、相应靶基因mRNA的qRT-PCR和蛋白Western blot检测。结果诱导hBMSCs成骨分化时,成骨性靶基因碱性磷酸酶(alkalinephosphatase liver/bone/kidney,ALPL)、PDGF-α多肽(PDGF-αpolypeptide,PDGF-A)和BMP-2的mRNA和蛋白表达在多数时间点同对照(0 h)相比增加(BMP-2在12 h和1 d时下降),1～7 d变化最为显著。不同时间点的miRNA、靶基因mRNA和蛋白表达水平存在差异,其中hsa-miRNA-149*和hsa-miRNA-654-5p miRNA含量的变化趋势与各自靶基因ALPL和BMP-2的mRNA及蛋白表达水平总体上成负相关(P靶基因PDGF-A的变化趋势无明显负相关关系(P>0.05)。结论诱导hBMSCs成骨分化过程中,hsa-miRNA-149*和hsa-miRNA-654-5p对其相应靶基因ALPL和BMP-2的mRNA及蛋白存在密切调控关系。

关键词：微小RNA 靶基因 hBMSCs 成骨诱导分化