miR-24-3p调控肌细胞增殖与凋亡的机制研究

发布时间：2020-04-23 15:30

【摘要】：随着现代分子生物学和细胞生物学研究水平的不断提升,我国肉牛育种逐渐跨入新兴生物技术育种阶段。肌肉发育作为肉牛生产当中最受关注的环节之一,其研究也在逐步深入,从DNA水平的分子标记辅助选育转向mRNA水平的关键基因功能研究,进而扩展到表观遗传层面的非编码RNA调节机制研究。miRNA作为一种小片段非编码RNA,其经典作用方式为通过靶向结合mRNA 3’-UTR区调节相关生物学功能。近年来,研究发现了众多能够参与肌肉发育相关功能调节的miRNA,但关于是否存在物种间保守调控肌肉发育的相关miRNA未见报道。因此,本研究根据已有不同物种(牛、大鼠、山羊和猪)的肌肉组织miRNA高通量测序结果,通过韦恩分析发现miR-24-3p可能是一个潜在能够保守调控肌肉发育的miRNA。为确认其在肌肉发育过程中的生物学功能,分别在小鼠C2C12细胞系和牛原代肌肉细胞中进行了验证。为进一步探明其保守性调控机制,对miR-24-3p和物种间共有靶标的靶向关系进行双荧光素酶报告系统验证,阐明miR-24-3p在物种间通过广泛性调节共有靶基因群调控肌肉发育相关生物学过程的分子机制。主要结果如下:1.采用已有牛、大鼠、山羊和猪的肌肉组织miRNA转录组测序数据进行韦恩分析,筛选得到miR-24-3p可能是一个在物种间保守性调控肌肉发育的潜在靶标。2.以C2C12细胞为模型,过表达或者抑制细胞中mmu-miR-24-3p的表达,通过CCK-8与qRT-PCR技术发现,mmu-miR-24-3p可以通过调控肌肉发育过程中的关键增殖与凋亡基因正向调控C2C12细胞增殖与凋亡。3.以牛肌肉原代细胞为模型,过表达或者抑制细胞中bta-miR-24-3p的表达,通过CCK-8与qRT-PCR技术发现,bta-miR-24-3p也可以通过调控肌肉发育过程中的关键增殖与凋亡基因正向调控牛肌肉原代细胞增殖与凋亡。4.利用Targetsan软件预测牛、小鼠、大鼠和人四个物种miR-24-3p的靶基因,韦恩分析发现四个物种间存在极大比例的共有靶基因,通过双荧光素酶报告系统和qRT-PCR技术对其中肌肉发育相关靶基因进行验证,发现miR-24-3p可以对多数预测靶基因3’-UTR区进行调控。综上所述,本研究首次从物种间保守性调控肌肉发育miRNA为切入点,发现miR-24-3p具有在物种间保守性调节肌肉发育的功能。对其分子机制进行探究发现,miR-24-3p对肌肉发育的物种间保守性调控可能是通过对其大规模共有靶基因的网络性调控实现的。本研究为深入开展miRNA对肌肉发育的调控研究提供了一种新的思路,为肉牛育种工作提供了一定的理论和科学依据。
【图文】：

-1 四个物种肌肉组织高表达前 100 位 miRNA 韦恩分iagram of the top 100 miRNA expression in muscle tissu-3 四个物种肌肉组织高表达前 100 位 miRNA 韦恩分 table of the top 100 miRNA expression in muscle tissue数量NumbermiRNA 列表miRNA list3 miR-199a-3p, miR-24-3p, miR-30a-5p3 miR-133b, miR-1, miR-2062 miR-22-3p, miR-423-5p4 let-7a-5p, miR-99a-5p, miR-21-5p, miR-27a-310let-7d-5p, miR-532-5p, miR-133a-3p, miR-140miR-30c-5p, miR-10a-5p, miR-27b-3p, miR-3030miR-92a, let-7i, miR-98, miR-100, miR-17-5pmiR-30d, miR-125b, miR-103, let-7c, miR-185miR-378, miR-186, miR-23a, let-7g, miR-152,miR-193a-5p, miR-181a, miR-127, let-7e, miRmiR-29a, miR-191, miR-128, miR-26a3 miR-92b, miR-660, miR-196a

18图 2-3 不同物种间 mir-24 序列比对图Fig. 2-3 Multiple sequence alignment of mir-24 sequences in different species通过对 mir-24 序列的物种间比对，，发现在 3p 区域其保守性极强，可能具有物种间的保守性调控肌肉发育的功能(图 2-4)。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S823

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本文编号：2637884