家蠶microRNA的計(jì)算機(jī)鑒定及分析.pdf

1、microRNAs(miRNAs)是一類長(zhǎng)約22nt的內(nèi)源非編碼小分子RNA，在線蟲、果蠅、家鼠、人及擬難芥等生物中普遍存在。研究表明，這些miRNA作為一種真核生物體內(nèi)的重要的調(diào)節(jié)因子，在生物體內(nèi)發(fā)揮著重要的調(diào)節(jié)作用，并影響著生物體生命活動(dòng)的各個(gè)方面。雖然目前通過(guò)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)的方法在植物和動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)了眾多miRNA分子，但是在各個(gè)物種中所鑒定的miRNA的數(shù)量遠(yuǎn)不及理論上的飽和值，所以對(duì)miRNA的分離鑒定依然是miRNA研究的一個(gè)熱

2、點(diǎn)。近年來(lái)，隨著人類基因組和許多模式生物基因組測(cè)序工作的完成，利用計(jì)算機(jī)搜索miRNA的方法逐漸普及。動(dòng)物miRNA基因在進(jìn)化上具有高度的保守性，許多序列都可以在親緣關(guān)系相近的物種中找到，甚至在親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的物種中都有發(fā)現(xiàn)。因而，我們可以利用已鑒定的種子序列，通過(guò)生物信息學(xué)同源性搜索的方法來(lái)搜尋家蠶的miRNA基因及其作用靶標(biāo)。這有助于我們進(jìn)一步了解miRNA對(duì)家蠶生長(zhǎng)發(fā)育的影響與作用，有利于通過(guò)基因工程手段改良家蠶的品種與質(zhì)量，選育更

3、高產(chǎn)的家蠶品種，從而增加經(jīng)濟(jì)效益。 本文采用計(jì)算機(jī)RNA組學(xué)和實(shí)驗(yàn)RNA組學(xué)相結(jié)合的方法，利用成熟miRNA的序列保守性以及前體結(jié)構(gòu)具有發(fā)夾二級(jí)結(jié)構(gòu)的特性在家蠶基因組中搜尋保守的家蠶miRNA分子，然后采用RT-PCR手段對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，并觀察它們?cè)诓煌M織中的表達(dá)情況。現(xiàn)將研究結(jié)果小結(jié)如下： 1.在數(shù)據(jù)庫(kù)中共搜尋出62條保守的家蠶miRNA候選分子，通過(guò)mfold分析所有預(yù)測(cè)的miRNA序列是否能夠形成符合miRN

4、A標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)夾環(huán)狀二級(jí)結(jié)構(gòu)。折疊結(jié)果表明，絕大多數(shù)序列能夠形成典型的發(fā)夾結(jié)構(gòu)。這些miRNA候選分子與已知黑腹果蠅的miRNA有著高度同源性。 2.在研究家蠶miRNA分子中，發(fā)現(xiàn)在所預(yù)測(cè)的候選分子中有33個(gè)僅存在于節(jié)肢動(dòng)物中的miRNA分子，如miR-965、miR-993和miR-1000。通過(guò)比對(duì)分析發(fā)現(xiàn)，它們的成熟序列和前體都較為保守。 3.通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)家蠶基因組中這62個(gè)與果蠅miRNA同源的序列形成40個(gè)基因家

5、族。其中miR-2、miR-9、miR-25和miR-263家族分別有5、3、2和2個(gè)成員，而大多數(shù)miRNA家族，例如miR-305，miR-275，miR-iab-4家族都只有一個(gè)成員。這與植物miRNA形成家族的形式完全相反。動(dòng)物家族成員之間通常是多拷貝或者是序列同源的。 4.對(duì)所有的62個(gè)miRNA進(jìn)行序列分析，發(fā)現(xiàn)其中20個(gè)miRNA分子形成8個(gè)基因簇。其中最大的基因簇由5個(gè)基因組成的。這些簇的序列比對(duì)表明，這8個(gè)mi

6、RNA簇都是由同源的miRNA分子所組成，且在黑腹果蠅中，這些分子也相應(yīng)成簇。 5.對(duì)所鑒定的miRNA靶序列的預(yù)測(cè)分析表明，這10個(gè)miRNA所調(diào)節(jié)的靶序列參與了家蠶生命活動(dòng)中一些非常重要的過(guò)程，比如變態(tài)發(fā)育、細(xì)胞凋亡和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)作用等等。這些靶基因包括激素調(diào)控途徑中的調(diào)控因子，如保幼激素酯酶等；細(xì)胞周期調(diào)控因子，如凋亡抑制蛋白等；以及信號(hào)傳導(dǎo)調(diào)節(jié)因子，如凋亡信號(hào)調(diào)節(jié)激酶等。這些不同的靶分子顯示了miRNA在細(xì)胞各種不同的生理活