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MicroRNAs(miRNAs)是一类内源性的具有调节功能的非编码单链小RNA,主要通过转录后水平的基因表达调控,对各种生理生化过程起着重要的调节作用,包括生长发育、新陈代谢、疾病以及其他生物学特征的转变等。为了研究家蚕基因组中的miRNAs及其在家蚕发育过程中的调控机制,我们通过计算预测和克隆方法,鉴定了家蚕基因组中的保守的miRNAs和新的miRNAs,并对miRNAs靶基因进行了预测和功能分类;利用stem-loop RT PCR15个保守的家蚕miRNAs进行表达量检测,分析了一些时期偏好性的miRNAs在家蚕发育过程中可能的功能和调控机制,为进一步研究家蚕miRNAs的功能和调控机制奠定理论基础。
利用Srnaloop软件和已知miRNAs的序列和结构特征性筛子,我们一共预测到114个保守的家蚕miRNAs和148个新的miRNAs。然后我们又对14个家蚕发育时期进行了SmallRNAs文库的构建和测序,每个文库随机测序480个克隆,通过鉴定,我们得到了21个保守的miRNAs(包括17个预测的保守miRNAs)和14个新的miRNAs(包括11个预测的新的miRNAs)。分析家蚕保守miRNAs在基因组中的分布,我们发现有6对在昆虫中保守的miRNAs簇,这6对miRNAs簇很可能行使与在其他昆虫中相似的功能。在对克隆到的miRNAs在14个家蚕发育时期分布进行分析,我们发现在家蚕四龄蜕皮期(MLS)miRNAs在种类和数量上都远远多于其他发育时期,暗示miRNAs在家蚕蜕皮期可能起着至关重要的作用。对比克隆的miRNAs序列和预测的miRNAs或相近物种中的同源基因,我们发现有9个miRNAs存在5或/和3端核苷酸在长度上存在差异,bmo-miR-1084存在三种不同的成熟形式,而它们均来自于同一个前体-S147,这种Dicer不精确和选择性的剪切而导致的miRNAs序列差异很可能使miRNAs获得新的功能。
对家蚕基因组中118个保守的miRNAs和克隆到的14个新的miRNAs进行靶基因预测,并对得到的靶基因进行基于Gene Ontology(GO)和KEGG(Kyoto Encyclopedia ofGenes and Genomes)因功能分类,我们发现超过50%的靶基因属于结合蛋白、代谢和细胞过程、酶催化活性相关和细胞相关的基因,大部分参与了氨基酸代谢、糖代谢、信号转导、能量代谢、内分泌、癌症、蛋白质加工和翻译等代谢途径。利用stem-loop RT PCR对15个保守的家蚕miRNAs进行表达量分析,发现其中的8个miRNAs表达量在不同的发育时期变化明显,结合靶基因预测的结果以及家蚕发育阶段的特点,我们筛选并分析了部分miRNAs的靶基因及其在家蚕发育过程中可能的作用机制,为系统的发掘和阐明miRNAs在家蚕发育过程中的调控机制研究提供理论依据。