家蠶microRNAs及其節(jié)律性表達(dá).pdf

1、MicroRNAs(miRNAs)是近幾年在真核生物和少數(shù)病毒中發(fā)現(xiàn)的一類具有重要調(diào)控作用的非編碼單鏈小分子RNA。它們通過與靶基因mRNA的3端非翻譯區(qū)互補(bǔ)作用對靶基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄后調(diào)控。本論文運(yùn)用生物信息學(xué)方法對家蠶miRNA進(jìn)行了預(yù)測，先后在6倍和9倍基因組上共找到120條microRNA候選基因，系統(tǒng)地總結(jié)了家蠶miRNA基因組分布規(guī)律和它們的分子特點(diǎn)。MiRNAs分布在基因組的多個位點(diǎn)，超過三分之二的miRNAs是位于基因間區(qū)，其

2、余的分布在內(nèi)含子或基因的外顯子上。一些miRNAs在家蠶中存在著旁系同源的多序列形式，如bmo-let-7，bmo-miR-2，bmo-miR-9，bmo-miR-10，bmo-miR-92，bmo-miR-228都有兩條以上的同源序列。而且，bmo-mir-2a-1，bmo-mir-2a-2和bmo-mir-13a在基因組上還可形成“簇”。通過同源分析并經(jīng)實驗證實的miRNAs中，23條是廣泛存在于無脊椎動物和脊椎動物中，而另外19條

3、只存在于昆蟲綱的近源物種中。運(yùn)用基因芯片和Northern雜交技術(shù)對首次預(yù)測出的46條miRNAs和果蠅、線蟲等生物的部分miRNAs在家蠶中進(jìn)行了檢測，近80條miRNAs被證實。通過對家蠶發(fā)育過程跟蹤調(diào)查，揭示了它們在家蠶生活周期中的表達(dá)節(jié)律性，發(fā)現(xiàn)了家蠶miRNAs共表達(dá)和差異表達(dá)共存的現(xiàn)象。在胚胎時期，大部分miRNAs集中在第3天、6在和9天“成群”表達(dá)。通過Northern雜交實驗，在家蠶胚胎時期找到了一些miRNAs(如b

4、mo-1et-7)不同大小的前體。在幼蠶階段，約三分之二的miRNAs，其表達(dá)水平隨著眠期與齡期的更替而呈現(xiàn)出節(jié)律性的變化。從家蠶一生來看，它們表達(dá)量與蛻皮激素滴度有比較一致的“波動”性。即使bmo-miR-34b和bmo-miR-275有不同的表達(dá)模式，它們在蛻皮激素滴度變化的大多數(shù)“轉(zhuǎn)折”點(diǎn)也有明顯一致的起伏現(xiàn)象。在雌蠶和雄蠶的蛹期變態(tài)過程中，約20條miRNA一直高量表達(dá)，但是大部分miRNAs在化蛹第3天卻進(jìn)入表達(dá)的低谷，從第4

5、開始表達(dá)量急劇上升；在長達(dá)近9天的蛹變態(tài)過程中，bmo-miR-275表達(dá)量明顯下調(diào)，而bmo-miR-29卻逐漸上升，表現(xiàn)出完全相反的變化趨勢。有60條mi RNAs在蛻皮前后、吐絲前后、化蛹前后、化蛾前后、產(chǎn)卵前后以及受精前后或升或降，有不同程度的差異。通過對五齡3天雌雄家蠶的不同組織進(jìn)行研究，揭示了miRNA的空間分布規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了miRNAs表達(dá)的性別差異和組織差異性。對凋亡中的絲腺、中腸等組織進(jìn)行跟蹤研究，揭示了miRNAs在組

6、織凋亡和轉(zhuǎn)化過程中的動態(tài)表達(dá)模式。通過對不同細(xì)胞系進(jìn)行激素誘導(dǎo)，探索了miRNAs激素應(yīng)答規(guī)律。最后，通過對五齡3天的雌全蠶和雌蠶絲腺的小RNA進(jìn)行測序，一共測出了347條miRNAs，進(jìn)一步確證了家蠶中miRNA分子大小，還找到了近200條新的序列。結(jié)合實驗結(jié)果，本論文還通過挖掘大量文獻(xiàn)對家蠶發(fā)育變態(tài)、蛻皮、吐絲、化蛹、化蛾、受精、產(chǎn)卵、性別差異以及組織分化和細(xì)胞凋亡等生物學(xué)現(xiàn)象的分子機(jī)制進(jìn)行了深入分析，為洞悉家蠶發(fā)育變態(tài)、性別分化、