嵌合家系F6代肝脏和肌肉组织miRNA差异比较及新miRNA预测

来源 :江西农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jiangchao1989
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MicroRNA(miRNA)是一类长度在22bp左右的小分子RNA,主要作用是通过与mRNA 3’-UTR区域结合抑制或降解mRNA,在转录后水平调控基因表达。miRNA广泛分布于各个物种,具有物种间保守性特征。近年来随着实验技术的长足发展和测序成本的进一步下降,越来越多的miRNA被研究人员鉴别发掘出来。目前,miRbase数据库中已包含横跨270余个物种共计48000余个已注释的miRNA。miRNA作为转录后水平调控因子,在肌细胞的增殖分化和机体组织生长发育过程中发挥着重要的作用。本研究利用高通量测序技术对嵌合家系F6代207头猪的背最长肌样本及其中10个肝脏样本进行了小RNA测序,评估了10头猪两种组织中的miRNA表达量,进而开展了组织间miRNA表达差异分析、聚类分析,靶基因预测GO分析和pathway分析。利用总共217个样本数据预测猪的新miRNA。主要得到以下结果。(1)猪背最长肌miRNA测序片段长度主要分布在22bp,而肝脏组织测序片段长度主要分布在20-22bp。(3)我们在肌肉和肝脏组织中共检测到276个已注释的miRNA,其中202个miRNA存在组织间表达差异,包括96个miRNA在背最长肌组织中表达下调和106个miRNA表达上调。(2)我们仅发现一个MyomiR(ssc-miR-208b)在阉公猪的肌肉组织中表达量显著低于母猪(P=0.014);但在肝组织中,没有检测到性别间差异表达的miRNA。(4)通过聚类分析,找到肝脏和肌肉组织中高表达的、且表达量相似的miRNA各5个,预测其靶基因,并对它们共有靶基因集进行GO分析和pathway分析,结果发现这些共享靶基因都富集于其来源组织的生物学功能密切相关的通路中。对肝脏组织的分析结果如下:pathway功能富集在细胞对外界刺激的应答(P=10-6),癌基因诱导衰老(P=10-5.7),DNA转录模板启动(P=10-5.4);其GO功能富集在细胞对环状有机物反应(p=10-4.6),生物小分子物质生成(P=10-3.5),质膜组织功能等肝功能相关通路。对背最长肌的分析结果如下:pathway富集在内环境稳态的调控(P=10-4.2),RNA定位(P=10-4.2),DNA转录的终止(P=10-3.8)等;GO分析富集在细胞轴突信号传导(P=10-4.6),核酸代谢(P=10-3.4),生物小分子转运(P=10-3.4)等肌肉运动代谢相关功能。(5)在嵌合家系F6代复杂遗传背景大样本中预测到256个新的miRNA。这些miRNA都与人或小鼠miRNA前体(Pre-miRNA)共享种子序列,并且拥有较低的比对折叠自由能(P<0.05),所以它们是可信度较高的新miRNA。本研究经严格质控后,对嵌合家系F6代200余个肌肉样本miRNA进行了注释和定量,这为后续结合这些个体的基因型、表型及转录组数据,开展miRNA eQTL、QTT、miRNA共表达网络以及miRNA-mRNA互作网络分析打下坚实基础。本研究还比较了肝脏和肌肉组织中miRNA表达谱,并通过对几个表达量相似的miRNA的共同靶基因交集进行功能富集分析,结果显示其来源组织功能密切相关,证明miRNA的调控具有补偿性。新miRNA的预测为后续实验证明这些新miRNA的存在和功能作用打下基础。
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