小鼠精子发生中环形RNA生成和功能分析

发布时间：2022-01-26 19:02

　　小鼠精子发生过程中存在大量环状RNA（circRNA,circular RNA）,其来源和功能尚不清楚。利用生物信息学手段分析小鼠精子发生过程中5个时期（精原干细胞,原始精原细胞、前细线期精母细胞,粗线期精母细胞及圆形精子细胞）的circRNA,共发现3万余个circRNA。对circRNA两侧内含子中的重复序列分析发现:circRNA两侧内含子中显著富集反向互补重复序列。这些重复序列不仅包括已报道的SINE/Alu序列,还包括SINE/B2、SINE/B4、LINE/L1,LTR/ERVL-MaLR和LTR/ERVK,暗示多种类别的反向互补序列有可能参与了精子发生过程中的circRNA形成。采用sailfish-cir和maSigPro对获得的circRNA进一步定量和差异表达分析,发现5个不同时期的精子细胞中共存在409个差异表达circRNA,它们所在基因能够富集在与精子发生密切相关的功能类群上。对差异表达的circRNA进行miRNA结合预测,共发现有137个circRNA-miRNA结合位点。精子发生相关基因来源的circRNA序列中有93%含有与翻译有关的m⁶

【文章来源】：生物信息学. 2020,18(01)

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

小鼠精子发生各时期细胞中circRNA的数目、类型及环形线性比

小鼠精子发生不同时期circRNA的差异表达及所在基因功能富集分析

已有研究表明,在人细胞中侧翼内含子中反向重复序列的配对可促进外显子来源的circRNA的生成,外显子型circRNA的两个侧翼内含子中Alu重复序列的反向配对(Inverted repeated across,即IRacross)数目与同一内含子内部的Alu序列的配对(Inverted repeated within,即IRwithin)数目之间的竞争是circRNA形成的重要因素(见图3),IRacross配对数目越大,越能促进circRNA的生成[3]。小鼠中除了SINE/Alu序列,还有SINE序列(SINE/B2和SINE/B4)、LINE/L1、ERVL-MaLR和ERVK等内源逆转录病毒来源的重复序列。那么小鼠精子发生过程中这些不同类型的重复序列间的互补配对是否也对circRNA的形成有贡献呢?为了回答这个问题,对小鼠精子发生中外显子来源的circRNA的侧翼内含子进行了系统分析。首先将circRNA侧翼内含子的长度和随机抽取的内含子进行了比较,结果发现,小鼠精子发生相关细胞中所存在的circRNA的侧翼内含子的长度明显比随机抽取的内含子更长(见图4a)(Wilcoxon Signed Rank Test,P<0.001)。接着评估外显子来源的circRNA两个侧翼的内含子之间所形成的反向互补配对的数目,结果显示,小鼠精子发生过程中circRNA侧翼内含子中各种类型的IRacross数目均显著多于随机获取的内含子中的IRacross数目(见图4b),提示小鼠精子细胞中多种重复序列对circRNA的形成均有潜在贡献。比较了circRNA的侧翼内含子和随机抽取的内含子中IRacross-IRwithin差值,发现成环的外显子中该值也显著大于对照(见图4c),进一步提示侧翼内含子中反向重复序列的配对可能是小鼠精子发生过程中细胞内circRNA生成的重要促进因素。


本文编号：3611011