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成都生物所在两栖动物变态发育调控研究中获进展

文章来源:成都生物所 发表时间:2018-07-19

  两栖类的变态发育是甲状腺激素调控下的身体重构对陆生环境的适应过程。已有研究发现变态发育是通过甲状腺激素受体的转录调节作用发生的。对变态发育的调控除了激素水平、转录因子水平外,miRNA也发挥着重要的作用。miRNA是一类长度约19-25 nt的内源性非编码小分子RNA,其通过碱基互补配对的方式结合在靶基因的3’UTR引起靶基因mRNA降解或者翻译受阻,从而在转录后水平上参与基因的表达调控,进而在胚胎发育、胚后发育、组织分化、细胞增殖和凋亡等生物学过程中发挥重要的作用。 

  中国科学院成都生物研究所江建平课题组刘露莎博士等以变态发育快、变态过程透明及变态发育后陆生的饰纹姬蛙为研究对象,首次系统性的揭示miRNA在无尾两栖类变态发育中的调控作用。通过对S33期蝌蚪和外源性TH诱导24h蝌蚪分别构建小RNA文库进行测序,共获得了属于82个miRNA家族的164条保守的饰纹姬蛙miRNA,同时预测了36个新的miRNA,其中20个已知的保守miRNA和1个新的预测的miRNA在变态前后显著性差异表达。 

  以饰纹姬蛙转录组unigene为靶基因文库,用miRanda(3.3a)对21个显著差异表达miRNA进行靶基因预测,共预测了10,206 unigenes为差异miRNA的靶基因,对这些基因进行功能富集发现,PI3K-Akt通路被显著富集。一个复杂特异的miRNA:mRNA互作网络图可以更清晰的揭示它们的相互关系,于是我们利用转录组数据、miRNA文库表达量、miRNA-靶基因的调控关系,构建了TH通路miRNA-靶基因的调控网络。共有10个显著性差异表达的靶基因参与TH信号通路,其中HSP90, PTEN, RXRβ和TRβ为上调,而TRα, RXRα和type I iodothyronine deiodinase (D1)和 transthyretin下调。在这个通路中,上调的mfi-miR-10a, mfi-miR-10b, mfi-miR-148b, mfi-miR-9a-5p和 mfi-miR-9b-5p通过调控TRα表达调节变态发育过程。TH通路中PI3k-Akt信号通路在靶基因KEGG富集分析中也被显著富集了。Casp9-mfi-miR-181b的相互作用也通过TH通路调控饰纹姬蛙的变态发育。 

  上述研究结果以Identification and differential regulation of microRNAs during thyroid hormone-dependent metamorphosis in Microhyla fissipes为题在线发表于BMC Genomics. 

  该研究获得中国科学院重点部署项目和“西部青年学者”项目B类支助。 

  原文链接

  

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