《文昌魚microRNA基因簇的分子進化研究》是依託中國海洋大學，由羅艷擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：文昌魚microRNA基因簇的分子進化研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：羅艷
- 依託單位：中國海洋大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
microRNA（miRNA）作為基因調控的新力軍，是近年的研究熱點。其中一些在染色體上成簇分布的miRNA基因，即miRNA基因簇，在基因調控和物種演化中具有重要意義，但是其功能特點和進化模式仍不清楚，是目前有關miRNA研究的一個薄弱之處。我們通過前期研究發現，在頭索動物文昌魚中存在一些脊索動物特有的miRNA基因簇，具有顯著的進化意義。因此本項目將選取這些miRNA基因簇開展分子進化研究，探討其中的miRNA家族之間的親緣關係及進化模式。另一方面我們選取可能代表著脊椎動物的祖先類群-頭索動物文昌魚為研究材料，採用實時定量PCR的方法，分析這些miRNA在文昌魚中的表達情況，與其他生物的表達譜進行比較研究，結合前期的靶基因的研究結果，以此推測其可能的功能以及在脊索動物起源和演化中的意義。本研究為研究脊索動物的起源與演化提出了一個嶄新思路，具有國際領先的科學意義。
結題摘要
microRNA（miRNA）是生物體內廣泛分布的一類長度僅為18-24的非編碼RNA，參與基因後轉錄的調控。許多miRNA基因可在在染色體上成簇分布，即miRNA基因簇，位於同一順反子內。儘管已經有非常多的研究工作闡明了miRNA的功能及進化的研究，但是對於多數miRNA基因簇的功能特點和進化模式仍不清楚。為了更好理解基因簇的功能及其進化歷史，我們進行了miR-183和miR-216基因簇的分子進化分析，同時分析這些miRNA在文昌魚中的轉錄調控和表達情況，以此推測其可能的功能以及在脊索動物起源和演化中的意義。 miR-183基因簇包含miR-182、miR-96和miR-183三個miRNA家族,這三個miRNAs的成熟序列非常相似，推測它們可能來自於同一基因家族，具有並系同源的關係。通過序列比對分析，該基因簇經過了不同的基因倍增，並且在某些動物類群中喪失了某些基因家族。miR-183基因簇的進化歷史與早期兩側對稱動物的演化相關。miR-216基因簇包含miR-216和miR-217基因簇，這個基因簇是脊索動物特有的，並不存在於無脊椎動物中。其中miR-216通常具有兩個拷貝，而miR-217隻有一個拷貝。通過構建系統進化樹，我們發現文昌魚的這兩個miRNA基因位於基部，表明其在脊索動物中的基部位置。 為了進一步了解miRNA基因簇功能，我們採用實時定量PCR技術和原位雜交技術檢測了這些miRNA家族在頭索動物文昌魚中的表達情況。我們的結果表明miR-96和miR-183在文昌魚成體的背神經管中具有顯著表達，而在其他組織當中，表達量相對較少。原位雜交結果顯示miR-183基因簇均在兩天的胚胎的背神經管。綜合這些結果，miR-183基因簇的miRNA成員在文昌魚的不同組織及發育階段的表達情況一致，它們在文昌魚中的背神經管具有高水平的表達模式表明miR-183基因簇在文昌魚中感覺器官的功能和發育中起著重要的作用。miR-216基因簇則在文昌魚的鰓及肝盲囊中高度表達，其他組織的表達量都很少。這個結果表明miR-216基因簇的功能與文昌魚的消化功能相關，進一步說明文昌魚的肝盲囊可能是脊索動物的肝臟和胰腺功能的起源。 本項研究為更好的理解miRNA基因簇的功能和演化以及脊索動物的演化歷史，具有重要的意義。
