影响鱼类卵子发生的功能长链非编码RNA筛选

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:youshulin
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生殖发育和配子发生是物种延续的基础。卵子发生是一个多步骤的动态过程,此过程涉及错综复杂的基因表达调控。长链非编码RNA(lncRNA)在最近的研究中被证明参与并调控了多种信号通路和生物学过程。已有的研究表明,lncRNA在哺乳动物小鼠以及猪的卵子发生及精子发生过程中发挥了重要作用[1-3]。因此,系统挖掘和分析lncRNA在卵子发生中的作用对探究生殖发育的调控机制具有深远影响。鱼类卵子发生过程往往具有更高的环境适应性,相较于高等脊椎动物更为复杂。调控鱼类卵子发生和卵子质量的因素繁多且复杂,整体来说,卵子中各种母源物质的集合决定了卵子质量。这些母源物质不仅包括蛋白质、脂质、激素、维生素等还包括各种母源RNA,如编码RNA(coding)、小RNA(small RNA)以及长链非编码RNA(lncRNA)等。目前,lncRNA是否参与以及如何调控鱼类的卵子发生及卵子质量尚不明确。卵子发生过程中lncRNA的功能研究不仅为鱼类卵子质量评估及提升提供理论指导,也为推动水产养殖可持续发展提供新的思路。本研究以硬骨鱼模式生物斑马鱼为研究对象,分别收集斑马鱼卵子发生过程中Ⅰ期、Ⅱ期、Ⅲ期、Ⅳ期和egg期五个时期的卵母细胞进行了 RNA转录组测序,并对其中的lncRNA进行深入的挖掘和功能分析。通过时序分析,鉴定了在斑马鱼卵子发生过程中动态表达的基因元件5769个,其中包括lncRNA 202个。GO和KEGG功能富集分析表明,这些基因主要富集在卵子发生、卵壳形成、脂肪酸延长、脂肪酸代谢、精卵识别等与卵子发生高度相关的通路中。此外,我们根据动态表达lncRNA和动态表达编码基因的序列特征和表达特征,构建了卵子发生过程中竞争性内源调控RNA网络对lncRNA可能参与的调控和发挥的功能进行预测。我们筛选到在在斑马鱼卵子发生过程中动态表达的lncRNA ENSDARG00000117632 和 ENSDARG000000117778,并且发现二者在卵母细胞中特异表达。竞争性内源调控RNA网络分析显示,ENSDARG00000117632和ENSDARG000000117778能够与dre-miR-17a-3p结合,进而调控已知的配子发生的关键调控因子Piwi的表达。本研究提供了斑马鱼卵子发生过程中,各时期基因元件的表达谱,进一步深入分析预测了 lncRNA通过竞争性内源网络对编码基因的调控作用,并对其中一些关键的节点进行了验证,为研究斑马鱼卵子发生过程中各基因元件发挥的功能奠定了基础。
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