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摘要:miRNAs是种非编码PNA,能够通过调控基因表达而参与神经和肌肉的发育等生物学过程.我们目前通过神舟八号搭载的野生型(N2)和dys-1缺陷型(cx18)两种dauer期线虫,通过miRNA芯片筛选出多个在不同处理条件下发生显著变化的miRNAs,通过生物信息学的分析和全基因组表达谱的差异基因进行联合分析发现有6种miRNAs可能分别通过其靶基因而参与空间微重力下线虫神经-肌肉系统功能的调节.为了进一步分析微重力条件下miRNAs是否参与线虫的运动和行为的变化,我们培养dauer期线虫,利用三维回旋仪模拟微重力16.5天,测定了线虫F1代和F2代的运动能力,产卵数和6种miRNAs及其靶基因的表达情况.结果发现,F1代野生型和dys-1缺陷型线虫在模拟微重力处理下运动能力均明显减弱,野生型更明显,cel-miR-52,56,81,230均发生了表达上调,提示这些miRNAs可能参与调控微重力下线虫运动能力的变化.在dys-1缺陷型线虫中cel-miR-84和124也表达上调,但在野生型中cel-miR-84没有变化而cel-miR-124却表达下调,提示这两种miRNAs受到了dys-1缺失的影响,参与调控dys-1缺陷型线虫在模拟微重力处理下运动能力的改变.F2代野生型线虫的运动能力在微重力处理后仍出现减弱现象,但在缺陷型线虫中其运动能力已经没有任何明显的变化.两种线虫的产卵数在模拟微重力处理下表现趋势不同,野生型线虫产卵数趋于增加,而dys-1缺陷型线虫产卵数有下降趋势.关于表达变化的miRNAs对应的靶基因的表达仍在研究中.本研究确定了6种miRNAs(cel-mir-52,56,81,84,124,230)有可能参与了线虫在微重力下线虫运动和产卵行为变化的调控,这些为揭示dys-1参与微重力引起的肌肉萎缩发生的分子调控机制提供了重要的参考价值.
[硕士论文] 邢艳芳
生物物理学 大连海事大学 2016(学位年度)
摘要:miRNAs是一种非编码RNA,能够通过调控基因表达而参与生长发育、运动能力和产卵行为等生物学过程。本课题组前期通过神舟八号搭载WT和抗肌肉萎缩蛋白基因(dys-1)缺陷型(cx18)两种dauer期线虫,采用生物信息学方法,结合全基因组表达谱的差异基因表达分析发现,cel-miR-52,56和124可能通过其靶基因而参与调控微重力下线虫的运动和行为变化。因此,本研究针对cel-miR-52,56和124,探讨了这三种miRNAs在模拟微重力环境下是否参与了野生型(WT)和dys-1缺陷型两类线虫的运动能力和产卵行为的变化。
  本研究首先观察并证实了dys-1缺陷型线虫具有头部过度弯曲的表型特征,与WT相比运动能力和产卵行为无明显变化。进一步利用qRT-PCR方法测定,发现miR-52和56的表达在dys-1突变体dauer期表达明显升高,而在成虫期并没有发生变化,说明miR-52,56可能在dys-1缺陷型的dauer期发挥其生物学作用。miR-124的表达在dauer期和成虫期都有显著性的变化,考虑miR-124的表达发生的变化可能与dys-1缺失有关,与线虫的发育时期无关。
  利用3D回旋器进行模拟微重力16.5天,测定了两类线虫F0(当代)和F1(子代)的成虫的运动能力,产卵数和这三种miRNAs及其靶基因的表达情况。结果显示,模拟微重力导致F0代WT和dys-1缺陷型线虫的运动能力均明显减弱,WT更明显,而F1代WT线虫的运动能力在微重力处理后仍出现减弱现象,但在缺陷型线虫中其运动能力已经没有任何明显的变化,提示dys-1突变使得线虫后代对微重力不敏感。模拟微重力引起线虫miR-52,56和miR-124发生表达变化,其中miR-52,56可能通过靶基因nep-11和C07H4.1分别在WT和dys-1缺陷型当代线虫中参与调控微重力下线虫运动能力的降低变化。C07H4.1基因的变化可能与微重力下WT和dys-1缺陷型F1代线虫运动能力的变化密切相关,推测其可能参与神经肌肉系统的功能调节等。WT和dys-1缺陷型线虫的产卵总数以及在各个不同发育时期的产卵数均无显著性变化。
  本研究明确了三种miRNAs(cel-miR-52,56,124)在WT和和dys-1缺陷型两类线虫的dauer期和成虫期的表达情况,通过分析他们在模拟微重力环境下的表达变化及其相关的靶基因表达差异,推测他们可能参与了dys-1缺陷型线虫在微重力下线虫运动行为变化的调控,这些为揭示dys-1基因参与微重力引起的肌肉萎缩发生的分子调控机制提供了重要的参考价值。
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