基本信息
- 项目名称：
- 猪产肉性状相关miRNA的分离及其功能的研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- MicroRNA(miR)是能通过抑制蛋白质翻译来调控基因表达的一系列小RNA。在我们的研究中，找到了两个对MYOZ1基因有抑制作用的microRNA，miR-136和mi-432，其中miR-432在蛋白水平上明显下调MYOZ1基因的表达。此外，还研究了MYOZ1基因在猪中的组织表达谱以及MYOZ1基因、miR-136和miR-432在猪的胚胎33天，胚胎65天和成年三个时期的表达谱。
- 详细介绍：
- MicroRNA(miR)是能通过抑制蛋白质翻译来调控基因表达的一系列小RNA。为了评估miR对与猪骨骼肌发育相关基因的调节作用，我们选取了MYOZ1基因进行与microRNA关联的研究。 由于Z线的结构和功能跟骨骼肌的正常生理功能具有很强的相关性，而myozenin（MYOZ）这种α辅肌动蛋白和γ细丝蛋白结合Z线的球状蛋白，在骨骼肌中表达显著，很可能和Z线的确定及功能有关。结合基因芯片、miR芯片结果及TargetScan5.0软件的分析，选取了miR-136和miR-432与MYOZ1基因进行关联实验。在这里我们得出了了MYOZ1基因的组织表达谱，发现在骨骼肌中比其他七种组织都显著高表达。另外，通过定量PCR得出MYOZ1基因在胚胎33天，65天以及成年三个时期呈现逐步表达上升的趋势，而miR-136和miR-432这两个小RNA在相应的这三个时期均呈表达下降的趋势。根据双荧光素酶报告分析的结果，miR-136和miR-432对MYOZ1基因均有抑制作用。Western实验证明，miR-432对MYOZ1在蛋白水平上起了明显的下调作用。接着采用C2C12细胞展开对MYOZ1功能的研究，我们的结果显示它对细胞增殖及分化无明显作用。说明MYOZ1基因作为一个结构基因是受microRNA调控的。这些结果有助与在进一步的研究中挖掘出MYOZ1基因表达调控的网路。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 基于基因芯片、miRNA芯片及Targetscan5.0软件的分析，选择了miR-136和miR-432跟MYOZ1基因在猪的骨骼肌中进行研究，从基因的组织表达谱，到基因及microRNA在猪不同生长时期的表达谱，从靶基因的验证实验，到基因的功能研究，得出了具有说服力的结果。
科学性、先进性及独特之处
- 找到了对结构基因MYOZ1有调控作用的两个microRNA，miR-136和miR-432,之前很少有关于microRNA调控结构基因的报道。通过双荧光素酶报告分析系统验证了他们对靶基因的抑制作用。通过Western的进一步验证，在蛋白水平上miR-432对MYOZ1基因有明显的下调作用。
应用价值和现实意义
- miR-136和miR-432在骨骼肌中的表达规律及对应的MYOZ1靶基因，有助于在接下来的研究中阐明他们调控肌肉发育相关通路的基本规律，解析miRNA介导肌肉生长发育调控通路的生物学效应，为进一步研究猪肌肉生长发育的精细调控机制奠定基础。
学术论文摘要
- 为了评估miR对与猪骨骼肌发育相关基因的调节作用，我们选取了MYOZ1基因进行与miR关联的研究。 由于Z线的结构和功能跟骨骼肌的正常生理功能具有很强的相关性，而myozenin（MYOZ）在骨骼肌中表达显著，很可能和Z线的确定及功能有关。结合基因芯片、miR芯片结果及TargetScan5.0软件的分析，选取了miR-136和miR-432与MYOZ1基因进行关联实验。在这里我们得出了MYOZ1基因的组织表达谱，在骨骼肌中比其他七种组织都显著高表达。通过定量PCR得出MYOZ1基因在胚胎33天，65天以及成年三个时期呈现表达上升的趋势，而miR-136和miR-432这两个小RNA在相应的这三个时期表达是下降的。根据双荧光的结果，miR-136和miR-432对MYOZ1基因均有抑制作用。Western实验证明，miR-432对MYOZ1在蛋白水平上起了明显的下调作用。接着采用C2C12细胞展开对MYOZ1功能的研究，我们的结果显示它对细胞增殖及分化无明显作用。说明MYOZ1基因作为一个结构基因是受miR调控的。这些结果有助与在进一步的研究中挖掘出MYOZ1基因表达调控的网路。
获奖情况
- 研究的部分结果为Journal of Animal and Veterinary Advances杂志所接收 2009.11-2011.3成功完成“国家大学生创新性实验计划项目”。
鉴定结果
- 无
参考文献
- 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.
同类课题研究水平概述
- microRNA是当前国际上研究的热点问题。将其和肿瘤或干细胞结合起来进行研究更是热点中的热点。例如，microRNA对癌细胞增殖或凋亡因子PDCD4调节作用的研究，microRNA对跟干细胞相关因子Nanog，Oct4和Sox2抑制作用的研究等。microRNA作为研究基因表达调控的前沿和热点，大部分工作都集中在人和小鼠模型上，在猪中研究microRNA调控通路还鲜有报道。我们的方向是将microRNA与猪的肌肉的发育相结合进行研究。研究结果对于人来说，有助于为肌肉发育相关疾病的治疗提供新思路，对于猪来说，骨骼肌是猪肉的最重要组成部分，这对猪的育种工作也可以提供有力支持。 对于microRNA靶基因的验证，多数是通过算法计算得到的结果。很少有microRNA的靶基因确实得到了实验的验证。而我们的研究，是在miR芯片及Targetscan软件计算分析的基础上，设计了湿实验，根据在不同生长阶段microRNA及预测的靶基因的负相关的表达差异，在mRNA水平上及蛋白质水平上都对microRNA的调控作用做了验证。 目前，已经有关于microRNA和小鼠表型相结合进行研究的报道，例如基于验证后的miR抑制小鼠心脏成纤维细胞里Spry1基因的结果，把化学修饰的miR-21静脉注射到心脏疾病模型小鼠体中，跟对照组比较，发现达到了治愈效果。因此，我们会基于已有的结果，继续进行跟表型相结合的研究。
