鹵蟲休眠形成過程中microRNA的表達譜和miR-100的功能分析.pdf

1、細胞靜息，也稱為G0期，被定義為可逆的細胞周期停滯，并為重新進入細胞周期做準備。細胞靜息的發(fā)生對生物體的發(fā)育、生殖及抗逆起著關鍵性作用，但是到目前為止還有很多機理尚未研究清楚。鹵蟲在環(huán)境條件惡劣的時候依靠產出休眠卵來繁殖后代（卵生），而在環(huán)境條件適宜時則直接產出可游動的幼蟲（卵胎生）。鹵蟲休眠卵的胚胎發(fā)育停滯在原腸胚期，其中大約含4000個細胞，這些細胞都處于細胞周期停滯、代謝水平極低的狀態(tài)。鹵蟲休眠卵的這一特性為研究胚胎發(fā)育過程中細胞

2、靜息提供了良好的材料。
　　我們通過對鹵蟲卵生途徑中的四個時期的樣本早期胚胎（Pre-diapause）、休眠卵（Diapause）、激活的休眠卵（Post-diapause）以及無節(jié)幼體(Nauplius)進行高通量測序，建立了miRNA在卵生發(fā)育途徑中的表達譜。將所得序列比對到所有動物非冗余成熟miRNA序列中（來自于miRbase20.0），共比對上370個分布在87個已知家族當中的動物miRNA和13個未知家族的動物miR

3、NA。同時，對四個樣本的miRNA表達譜進行差異性比較，發(fā)現了107個差異表達的miRNA，其中miR-100在胚胎發(fā)育過程中高量表達但在休眠卵中痕量表達。實驗結果表明在卵生鹵蟲中過表達miR-100可以促進有絲分裂使卵生鹵蟲胚胎發(fā)育無法停滯在原腸胚期，所產出的休眠卵其細胞周期并未停滯，而是逐漸凋亡。另一方面，在卵胎生鹵蟲中抑制miR-100使卵胎生鹵蟲無法直接產出無節(jié)幼體而是產出不帶保護殼的假休眠卵，并且在胚胎發(fā)育過程中DNA復制受阻

4、，有絲分裂受到抑制。對miR-100下游靶點的研究表明miR-100通過調控蛋白PLK1的翻譯水平來影響PLK1下游MEK-ERK-RSK信號通路。在卵生途徑中過表達miR-100使PLK1蛋白表達水平降低，PLK1的磷酸化水平也相應降低，從而激活下游分子MEK、ERK和RSK，使細胞進入有絲分裂。
　　本研究通過對比鹵蟲休眠發(fā)育途徑各個時期的miRNA表達譜，發(fā)現miRNA在鹵蟲休眠形成過程中對調控細胞有絲分裂和細胞靜息有著重要