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基本信息
- 項目名稱：
- 豬產(chǎn)肉性狀相關(guān)miRNA的分離及其功能的研究
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- MicroRNA(miR)是能通過抑制蛋白質(zhì)翻譯來調(diào)控基因表達(dá)的一系列小RNA。在我們的研究中，找到了兩個對MYOZ1基因有抑制作用的microRNA，miR-136和mi-432，其中miR-432在蛋白水平上明顯下調(diào)MYOZ1基因的表達(dá)。此外，還研究了MYOZ1基因在豬中的組織表達(dá)譜以及MYOZ1基因、miR-136和miR-432在豬的胚胎33天，胚胎65天和成年三個時期的表達(dá)譜。
- 詳細(xì)介紹：
- MicroRNA(miR)是能通過抑制蛋白質(zhì)翻譯來調(diào)控基因表達(dá)的一系列小RNA。為了評估m(xù)iR對與豬骨骼肌發(fā)育相關(guān)基因的調(diào)節(jié)作用，我們選取了MYOZ1基因進(jìn)行與microRNA關(guān)聯(lián)的研究。 由于Z線的結(jié)構(gòu)和功能跟骨骼肌的正常生理功能具有很強(qiáng)的相關(guān)性，而myozenin（MYOZ）這種α輔肌動蛋白和γ細(xì)絲蛋白結(jié)合Z線的球狀蛋白，在骨骼肌中表達(dá)顯著，很可能和Z線的確定及功能有關(guān)。結(jié)合基因芯片、miR芯片結(jié)果及TargetScan5.0軟件的分析，選取了miR-136和miR-432與MYOZ1基因進(jìn)行關(guān)聯(lián)實驗。在這里我們得出了了MYOZ1基因的組織表達(dá)譜，發(fā)現(xiàn)在骨骼肌中比其他七種組織都顯著高表達(dá)。另外，通過定量PCR得出MYOZ1基因在胚胎33天，65天以及成年三個時期呈現(xiàn)逐步表達(dá)上升的趨勢，而miR-136和miR-432這兩個小RNA在相應(yīng)的這三個時期均呈表達(dá)下降的趨勢。根據(jù)雙熒光素酶報告分析的結(jié)果，miR-136和miR-432對MYOZ1基因均有抑制作用。Western實驗證明，miR-432對MYOZ1在蛋白水平上起了明顯的下調(diào)作用。接著采用C2C12細(xì)胞展開對MYOZ1功能的研究，我們的結(jié)果顯示它對細(xì)胞增殖及分化無明顯作用。說明MYOZ1基因作為一個結(jié)構(gòu)基因是受microRNA調(diào)控的。這些結(jié)果有助與在進(jìn)一步的研究中挖掘出MYOZ1基因表達(dá)調(diào)控的網(wǎng)路。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 基于基因芯片、miRNA芯片及Targetscan5.0軟件的分析，選擇了miR-136和miR-432跟MYOZ1基因在豬的骨骼肌中進(jìn)行研究，從基因的組織表達(dá)譜，到基因及microRNA在豬不同生長時期的表達(dá)譜，從靶基因的驗證實驗，到基因的功能研究，得出了具有說服力的結(jié)果。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨特之處
- 找到了對結(jié)構(gòu)基因MYOZ1有調(diào)控作用的兩個microRNA，miR-136和miR-432,之前很少有關(guān)于microRNA調(diào)控結(jié)構(gòu)基因的報道。通過雙熒光素酶報告分析系統(tǒng)驗證了他們對靶基因的抑制作用。通過Western的進(jìn)一步驗證，在蛋白水平上miR-432對MYOZ1基因有明顯的下調(diào)作用。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- miR-136和miR-432在骨骼肌中的表達(dá)規(guī)律及對應(yīng)的MYOZ1靶基因，有助于在接下來的研究中闡明他們調(diào)控肌肉發(fā)育相關(guān)通路的基本規(guī)律，解析miRNA介導(dǎo)肌肉生長發(fā)育調(diào)控通路的生物學(xué)效應(yīng)，為進(jìn)一步研究豬肌肉生長發(fā)育的精細(xì)調(diào)控機(jī)制奠定基礎(chǔ)。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 為了評估m(xù)iR對與豬骨骼肌發(fā)育相關(guān)基因的調(diào)節(jié)作用，我們選取了MYOZ1基因進(jìn)行與miR關(guān)聯(lián)的研究。 由于Z線的結(jié)構(gòu)和功能跟骨骼肌的正常生理功能具有很強(qiáng)的相關(guān)性，而myozenin（MYOZ）在骨骼肌中表達(dá)顯著，很可能和Z線的確定及功能有關(guān)。結(jié)合基因芯片、miR芯片結(jié)果及TargetScan5.0軟件的分析，選取了miR-136和miR-432與MYOZ1基因進(jìn)行關(guān)聯(lián)實驗。在這里我們得出了MYOZ1基因的組織表達(dá)譜，在骨骼肌中比其他七種組織都顯著高表達(dá)。通過定量PCR得出MYOZ1基因在胚胎33天，65天以及成年三個時期呈現(xiàn)表達(dá)上升的趨勢，而miR-136和miR-432這兩個小RNA在相應(yīng)的這三個時期表達(dá)是下降的。根據(jù)雙熒光的結(jié)果，miR-136和miR-432對MYOZ1基因均有抑制作用。Western實驗證明，miR-432對MYOZ1在蛋白水平上起了明顯的下調(diào)作用。接著采用C2C12細(xì)胞展開對MYOZ1功能的研究，我們的結(jié)果顯示它對細(xì)胞增殖及分化無明顯作用。說明MYOZ1基因作為一個結(jié)構(gòu)基因是受miR調(diào)控的。這些結(jié)果有助與在進(jìn)一步的研究中挖掘出MYOZ1基因表達(dá)調(diào)控的網(wǎng)路。
獲獎情況
- 研究的部分結(jié)果為Journal of Animal and Veterinary Advances雜志所接收 2009.11-2011.3成功完成“國家大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目”。
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻(xiàn)
- 1、Tara G McDaneld,Timothy PL Smith,Matthew E Doumit.MicroRNA transcriptome profiles during swine skeletal muscle development.BMC Genomics 2009,10:77. 2、B.Zhou,H.L.Liu,F.X.Shi etc.MicroRNA expression profiles of porcine skeletal muscle.Animal Genetics,41,499-508. 3、Bartel DP: MicroRNAs: genomics, biogenesis, mechanism, and function. Cell 2004, 116:281-297. 4、Lee Y, Ahn C, Han J, Choi H, Kim J, Yim J, Lee J, Provost P, Radmark O, Kim S, Kim VN:The nuclear RNase III Drosha initiates microRNA processing. Nature 2003,425:415-419. 5、He L, Hannon GJ: MicroRNAs: small RNAs with a big role in gene regulation. Nat Rev Genet 2004, 5:522-531.
同類課題研究水平概述
- microRNA是當(dāng)前國際上研究的熱點問題。將其和腫瘤或干細(xì)胞結(jié)合起來進(jìn)行研究更是熱點中的熱點。例如，microRNA對癌細(xì)胞增殖或凋亡因子PDCD4調(diào)節(jié)作用的研究，microRNA對跟干細(xì)胞相關(guān)因子Nanog，Oct4和Sox2抑制作用的研究等。microRNA作為研究基因表達(dá)調(diào)控的前沿和熱點，大部分工作都集中在人和小鼠模型上，在豬中研究microRNA調(diào)控通路還鮮有報道。我們的方向是將microRNA與豬的肌肉的發(fā)育相結(jié)合進(jìn)行研究。研究結(jié)果對于人來說，有助于為肌肉發(fā)育相關(guān)疾病的治療提供新思路，對于豬來說，骨骼肌是豬肉的最重要組成部分，這對豬的育種工作也可以提供有力支持。 對于microRNA靶基因的驗證，多數(shù)是通過算法計算得到的結(jié)果。很少有microRNA的靶基因確實得到了實驗的驗證。而我們的研究，是在miR芯片及Targetscan軟件計算分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計了濕實驗，根據(jù)在不同生長階段microRNA及預(yù)測的靶基因的負(fù)相關(guān)的表達(dá)差異，在mRNA水平上及蛋白質(zhì)水平上都對microRNA的調(diào)控作用做了驗證。 目前，已經(jīng)有關(guān)于microRNA和小鼠表型相結(jié)合進(jìn)行研究的報道，例如基于驗證后的miR抑制小鼠心臟成纖維細(xì)胞里Spry1基因的結(jié)果，把化學(xué)修飾的miR-21靜脈注射到心臟疾病模型小鼠體中，跟對照組比較，發(fā)現(xiàn)達(dá)到了治愈效果。因此，我們會基于已有的結(jié)果，繼續(xù)進(jìn)行跟表型相結(jié)合的研究。
