雞腸炎沙門氏菌感染相關(guān)microRNA的鑒定及其與靶基因互作關(guān)系的研究
本文關(guān)鍵詞: microRNA 高通量測序 腸炎沙門氏菌 白來航雞 盲腸 出處:《山東農(nóng)業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文 論文類型:學(xué)位論文
【摘要】:MicroRNA(miRNA)是一類長度約22nt的內(nèi)源性非編碼小RNA,與靶基因3'UTR結(jié)合在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控靶基因的表達(dá),在細(xì)胞增殖、分化、凋亡、神經(jīng)發(fā)育、脂肪代謝等很多生物學(xué)過程中發(fā)揮重要作用。最近研究顯示,miRNA在細(xì)菌、病毒感染中也發(fā)揮重要作用。腸炎沙門氏菌是一種食源性病原菌,具有重要的公共衛(wèi)生學(xué)意義,主要通過侵襲腸道粘膜,引起嚴(yán)重的腸道炎癥。宿主的遺傳背景在雞抵御腸炎沙門氏菌感染中起重要作用,不同品系(品種)的雞對(duì)腸炎沙門氏菌的易感性/抗性有顯著差異。近幾年,Solexa高通量測序技術(shù)成為各物種microRNA分析鑒定的有力工具,目前關(guān)于細(xì)菌、病毒感染雞的方面都有應(yīng)用,microRNA在雞腸炎沙門氏菌感染中的調(diào)控機(jī)制尚不清楚。本研究利用腸炎沙門氏菌感染20周齡白來航雞,感染后第7天采集盲腸樣品,對(duì)照組與處理組分別構(gòu)建3個(gè)小RNA文庫,即對(duì)照組:Cp1、Cp2、Cp3,處理組:Tpl、Tp2、Tp3,共6個(gè)文庫。利用Solexa高通量測序技術(shù)分析鑒定腸炎沙門氏菌感染后差異表達(dá)的miRNA,并利用熒光定量PCR對(duì)測序結(jié)果進(jìn)行分析驗(yàn)證,同時(shí),利用熒光定量PCR分析腸炎沙門氏菌感染后白來航雞與壽光雞盲腸組織中miRNA與其靶基因的表達(dá)情況。結(jié)果顯示:(1)通過Solexa高通量測序,在Cp1、Cp2、Cp3、Tp1、Tp2、Tp3六個(gè)文庫中經(jīng)過篩選獲得clean data分別為1972566、3017995、2244711、10673073、1852677和2708904,分別占到其總讀數(shù)的17.724%、33.542%、17.995%、58.832%、17.570%和30.987%。(2)通過生物信息學(xué)分析,共鑒定了404個(gè)已知的雞miRNA以及194個(gè)新miRNA。處理組與對(duì)照組間共有37個(gè)顯著差異表達(dá)microRNAs,其中已知的miRNA19個(gè),包括15個(gè)上調(diào)miRNA和4個(gè)下調(diào)miRNA;預(yù)測的新miRNA共18個(gè),包括7個(gè)上調(diào)miRNA和11個(gè)下調(diào)miRNA.(3)采用miRanda軟件對(duì)差異表達(dá)的miRNAs進(jìn)行靶基因預(yù)測,共預(yù)測到2897個(gè)不同的靶基因,其中636個(gè)靶基因僅由下調(diào)的miRNA調(diào)控(G1);841個(gè)靶基因僅由上調(diào)的miRNA調(diào)控(G2);1420個(gè)靶基因同時(shí)由下調(diào)和上調(diào)的miRNA調(diào)控(G3)。通過與Biomart數(shù)據(jù)庫中免疫相關(guān)的基因比對(duì),共得到176個(gè)免疫相關(guān)的靶基因。(4)利用DAVID數(shù)據(jù)庫對(duì)靶基因進(jìn)行功能分析,其中G1相關(guān)的生物學(xué)過程注釋有118條,G2相關(guān)生物學(xué)過程注釋有73條,G3相關(guān)生物學(xué)過程注釋有178條,各組中均有免疫相關(guān)的生物學(xué)過程注釋顯著富集。顯著富集的信號(hào)通路主要有細(xì)胞外基質(zhì)-受體相互作用、糖酵解/糖異生、焦點(diǎn)粘連、黑色素生成和蛋白酶體等。(5)差異表達(dá)miRNAs的qRT-PCR驗(yàn)證,所選12個(gè)miRNA在白來航雞感染后第7天對(duì)照組與處理組盲腸組織中表達(dá)均差異顯著,其中11個(gè)miRNA的表達(dá)趨勢與測序結(jié)果一致,且差異倍數(shù)相近。在白來航雞感染后第14天盲腸中僅有4個(gè)miRNA顯著差異表達(dá),且調(diào)控方向均與測序結(jié)果相反;在壽光雞感染后第7天盲腸組織中,11個(gè)miRNA顯著下調(diào)。(6) miRNA與免疫相關(guān)靶基因互作關(guān)系分析,在白來航雞感染后7天盲腸組織中,gga-miR-1416與TLR21、gga-miR-1416與BCL10、gga-miR-1662與TLR1LA、gga-miR-34a-5p與NOTCH和gga-miR-34a-5p與THBS1中miRNA與靶基因的調(diào)控方向相反;在壽光雞感染后7天盲腸中,gga-miR-1416與IGJ、gga-miR-1416與TLR21、gga-miR-1662與TLR1LA和gga-miR-34a-5p與CCL4中miRNA與靶基因的調(diào)控方向相反。本研究鑒定出37個(gè)與腸炎沙門氏菌感染相關(guān)的重要候選miRNAs;炎癥反應(yīng)、免疫系統(tǒng)發(fā)育、淋巴細(xì)胞活性、NF-kB級(jí)聯(lián)正調(diào)控等生物學(xué)過程及焦點(diǎn)粘連、蛋白酶體信號(hào)通路相關(guān)miRNA在腸炎沙門氏菌感染中發(fā)揮重要的調(diào)控作用;遺傳背景影響miRNA與靶基因互作關(guān)系;gga-miR-1416、gga-miR-34a-5p及gga-miR-1662在腸炎沙門氏菌感染中起重要調(diào)控作用。為深入研究microRNA在腸炎沙門氏菌感染中的作用機(jī)制奠定基礎(chǔ),并為雞的分子抗病遺傳育種提供理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。
[Abstract]:MicroRNA (miRNA) is a class of endogenous non small length of about 22nt encoding RNA expression in the post transcriptional regulation of target genes combined with target gene 3'UTR, in cell proliferation, differentiation, apoptosis, neural development, play an important role in lipid metabolism and many other biological processes. Recent studies show that miRNA in bacteria, also play an important role in viral infection. Enteritis Salmonella is a foodborne pathogen, has important public health implications, mainly through the intestinal mucosa, intestinal inflammation caused by severe. The genetic background of the host against intestinal inflammation plays an important role in the infection of Salmonella in chicken, different varieties (varieties) of resistance / susceptibility of chicken the Salmonella enteritidis has significant difference. In recent years, high-throughput Solexa sequencing technology becomes a powerful tool for analysis and identification of the species of microRNA, the bacteria, virus infection of chickens are used, The regulatory mechanism of microRNA in chicken Salmonella enteritidis infection is not clear. This study used 20 week old white leghorn chickens infected with Salmonella enteritidis infection, seventh days after the acquisition of cecal samples, control group and treatment group were constructed 3 small RNA libraries, namely the control group: Cp1, Cp2, Cp3, treatment group Tpl, Tp2, Tp3, a total of 6 differentially expressed cDNA libraries. Identification of Salmonella enteritidis infection after miRNA using Solexa high-throughput sequencing, and using fluorescence quantitative PCR analysis verified the results of sequencing and expression of miRNA and its target gene by fluorescent quantitative PCR analysis of Salmonella enteritidis infection in white leghorn Shouguang chicken and cecum tissues. The results showed that: (1) by Solexa high-throughput sequencing, Cp1, Cp2, Cp3, Tp1, Tp2, clean after data were 197256630179952244711106730731852677 and 2708904 were Tp3 six library, respectively. The total accounted for 17.724% of reading, 33.542%, 17.995%, 58.832%, 17.570% and 30.987%. (2) by bioinformatics analysis, we identified the chicken miRNA 404 known and 194 new miRNA. treatment group and control group, there were 37 differentially expressed microRNAs, the known miRNA19, including 15 upregulation of miRNA and downregulation of miRNA 4; new miRNA predicted a total of 18, including 7 up-regulated and 11 down regulated miRNA miRNA. (3) on the expression of miRNAs using miRanda software to predict target gene, 2897 different target genes were predicted, which only 636 target genes regulated by miRNA (down G1); only 841 target genes regulated by miRNA up-regulated (G2); 1420 target genes regulated by miRNA and down regulated and up-regulated (G3). With the comparison of immune related gene Biomart in the database, there are 176 immune related target genes. (4) to the target database by using DAVID Functional analysis of genes, including G1 biological process annotation related with 118, G2 related biological processes notes 73, G3 related biological process has 178 notes, each group had immune biological process annotations related significantly enriched. Significant signal pathway enrichment of ECM receptor interaction, glycolysis / gluconeogenesis, focal adhesion, melanin and proteasome. (5) qRT-PCR to verify the expression of miRNAs, selected 12 miRNA seventh in white leghorn days after infection control group and treatment group were significantly different in cecal tissue expression, the expression trend of 11 miRNA and sequencing results. And the difference between the expression of multiple similar. Only 4 miRNA significant difference in White Leghorn chicken cecum in Fourteenth days after infection, and control the direction and the sequencing results on the contrary; in Shouguang, seventh days after infection of cecal tissue, 11 were miRNA Down. (6) miRNA and immune related target gene interaction analysis in White Leghorn chicken cecal tissue 7 days after infection, gga-miR-1416 and TLR21, gga-miR-1416 and BCL10, gga-miR-1662 and TLR1LA, miRNA and gga-miR-34a-5p target gene with NOTCH and gga-miR-34a-5p and THBS1 in the control of the opposite direction; in Shouguang, 7 days after infection the cecum, gga-miR-1416 and IGJ, gga-miR-1416 and TLR21, to control the direction of miRNA and target gene gga-miR-1662 and TLR1LA and gga-miR-34a-5p and CCL4 in the opposite. This study identified miRNAs important syndrome 37 associated with Salmonella enteritidis infection; inflammation, immune system development, lymphocyte activity, positive regulation of biological process of NF-kB cascade and focal adhesion, proteasome pathway related miRNA play an important regulatory role in Salmonella enteritidis infection; effect of genetic background and target gene miRNA interaction; G Ga-miR-1416, gga-miR-34a-5p and gga-miR-1662 play an important regulatory role in the infection of Salmonella enteritidis. This will lay a foundation for further research on the mechanism of microRNA in Salmonella enteritidis infection, and provide a theoretical basis and scientific basis for the molecular genetic breeding of chicken.
【學(xué)位授予單位】:山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:S858.31
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,本文編號(hào):1489782
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