非編碼測序研究 miRNA 調控海參免疫的機制

2016-01-08    編輯:諾禾致源

海參是棘皮動物門、海參綱動物的統稱,
海洋底棲生物能在高濃度病原體微生物環境中生存有其特有的免疫機制。
其免疫應答由參與免疫反應的效應細胞-體腔細胞和多種體液免疫因子共同介導。
《本草綱目拾遺》中記載其味甘咸,補腎,益精髓,其性溫補,足敵人參。
245棋牌 海參不僅藥用價值廣,其商業價值也高居不下,并且為當今饕餮大餐中不可或缺的一員。

研究簡介

大連海洋大學張峰教授團隊通過 Small RNA 測序研究miRNA調控海參免疫的機制,
分析了 miRNA 家族中的 miR-137 的結構及進化,
研究成果發表于2015年12月的 Scientific Reports(IF:5.578),
245棋牌 其中 Small RNA 測序工作由諾禾致源完成。

研究方法

245棋牌取    材

實驗組取  10 mg  LPS 溶于  5 ml  無菌海水中,注射 0.5 ml  LPS  液體;而對照組注射 0.5 ml 無菌海水
245棋牌 取 LPS 處理后  6h(A06)、12h(A12)的體腔細胞及對照組(A00)海參的體腔細胞檢測

建    庫

構建 cRNA 文庫(140-160 bp)

測    序

245棋牌Illumina  HiSeq  2500  SE50

研究內容與結果

1 miRNA 長度篩選

分析 miRNA 的長度分布,主要分布在 21-23 nt。其中 A06 中的有多個 miRNA 分布在 27-29nt,經分析多是 scnRNA。

2 新miRNA預測

245棋牌通過分析三個海參樣品中的 miRNA,發現有38個 miRNA,并通過軟件預測出3個新的 miRNA,其中 spu-mir-2004、spu-mir-2005 僅在棘皮動物中存在。

3 miRNA的家族分析

3.1 對其中的 miRNA-137 結構進行研究,發現它的第一個堿基 2-8nt 確實與脊椎動物中的 miRNA-137 高度保守,由于 miRNA 是依靠2-8位堿基進行靶基因識別,因此此高度保守序列導致其 spu-miR-137 功能與脊椎動物中的 miR-137功能一致。

245棋牌 3.2 選取脊椎動物和無脊椎動物的 miR-137 序列進行進化分析,發現棘皮動物的 miR-137 和節足動物來自同一個祖先。

4 miRNA 表達水平分析

245棋牌通過 miRNA 表達水平分析進行聚類,繪制熱圖。發現在三個海參樣品中主要有三種表達模式:(1)在 A06 和 A12 中都高表達;(2)僅在 A06 中高表達;(3)在 A00 和 A12 中高表達。

5 qPCR檢測C3表達量

研究認為,多數差異表達的 miRNA 的靶基因功能與免疫應答相關,其中以補體 C3 的功能最為相關。研究人員對LPS處理后不同時間的樣本中的補體 C3 進行 qPCR,發現在 LPS 處理 這個免疫過程中,miRNA 起著主要的調控作用。

245棋牌圖1 三個樣本中的sRNA長度分布

圖2 miRNA的結構預測

圖3 miR-137結構分析

圖4 miR-137的進化分析

245棋牌圖5 miR-137的進化分析

245棋牌圖6 miR-137的進化分析

結論與討論

本研究在著重于 miRNA 靶基因預測,從結構入手,分析樣本中 miRNA 的二級結構及其進化。
研究證實了 miR-137 是一個在多個物種中普遍存在并參與免疫活動的 microRNA 家族,
對這一家族的序列比對分析有助于揭示免疫進化機制。
另外,比較發現無脊椎動物與脊椎動物的 miR-137 序列大體相同,
但是在對于 miRNA 識別功能極為重要的前十位堿基上有兩處不同。
245棋牌 該研究成果對深入揭示棘皮動物免疫機理具有重要的意義。

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