發(fā)布時(shí)間：2017-07-31 10:18

  本文關(guān)鍵詞：不同豬脂肪組織miRNAs及其靶基因的鑒定及ssc-miR-486的生物信息學(xué)分析

  更多相關(guān)文章： 豬 RNA-seq miRNAs 脂肪沉積 生物信息學(xué)

【摘要】：豬不僅是重要的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)動(dòng)物,而且還是研究人類醫(yī)學(xué)很好的模式生物。為了探索調(diào)控脂肪沉積的分子機(jī)制,本實(shí)驗(yàn)選擇脂肪沉積能力有極端差異的萊蕪豬和大白豬作為研究對(duì)象,構(gòu)建兩品種豬皮下脂肪組織的2個(gè)small RNA文庫L和D,采用RNA-Seq技術(shù)對(duì)兩品種豬皮下脂肪組織miRNA的表達(dá)譜進(jìn)行研究,以期鑒定出調(diào)控豬脂肪沉積的miRNAs。并對(duì)這些miRNAs及其靶基因進(jìn)行了全面分析和預(yù)測(cè)。miR-486是在人的胎肝組織中首次鑒定出來的,目前該分子的功能報(bào)道主要集中在癌癥和肌肉方面,但是Illumima測(cè)序發(fā)現(xiàn)豬miR-486在脂肪沉積能力較強(qiáng)的萊蕪豬中發(fā)生了顯著上調(diào),推測(cè)ssc-miR-486參與調(diào)控了豬的脂肪沉積。本實(shí)驗(yàn)首先采用qPCR技術(shù)驗(yàn)證脂肪組織中ssc-miR-486的表達(dá)情況,然后利用miRBase、Ensemb1、NCBI等數(shù)據(jù)庫及miRanda、PITA、 Cytoscape、JASPAR等軟件對(duì)ssc-miR-486進(jìn)行了生物信息學(xué)分析,包括保守性分析、轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)預(yù)測(cè)、靶基因預(yù)測(cè)、Gene Ontology (GO)富集分析和KEGG信號(hào)通路富集分析,以探索ssc-miR-486在豬脂肪組織中發(fā)揮的潛在生物學(xué)功能及作用機(jī)制。上述研究獲得以下主要結(jié)果：1.由萊蕪豬和大白豬2個(gè)脂肪組織small RNA文庫L和D分別獲得8259953和8553739條高質(zhì)量clean reads,且序列長度分布的最大峰值均出現(xiàn)在22nt左右,符合miRNA的長度特征。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)17個(gè)已知miRNAs包括ssc-miR-133a-3p、ssc-miR-486及ssc-miR-204等在萊蕪豬中發(fā)生上調(diào)；22個(gè)已知miRNAs包括ssc-let-7i及ssc-miR-27b-3p等在萊蕪豬中發(fā)生下調(diào)(大白豬是對(duì)照組),此外鑒定出55個(gè)差異表達(dá)的新miRNAs2.GO和KEGG富集分析顯示差異表達(dá)的miRNAs的靶基因顯著富集于PPAR信號(hào)通路、MAPK信號(hào)通路、Wnt信號(hào)通路等與脂肪細(xì)胞分化及脂質(zhì)代謝相關(guān)的信號(hào)通路中。此外本實(shí)驗(yàn)首次發(fā)現(xiàn)ssc-miR-133a-3p、ssc-miR-486及ssc-miR-1可能分別靶向PPAR信號(hào)通路中的基因CPT1A、SCD5及SCD改變了該通路的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),進(jìn)而參與了豬脂肪沉積的調(diào)控。3.實(shí)驗(yàn)第二部分通過對(duì)測(cè)序結(jié)果鑒定出的在萊蕪豬中發(fā)生顯著上調(diào)的ssc-miR-486進(jìn)行靶基因預(yù)測(cè)及生物信息學(xué)分析,首先qPCR驗(yàn)證結(jié)果表明,ssc-miR-486確實(shí)在脂肪沉積能力較強(qiáng)的萊蕪豬的脂肪組織中發(fā)生顯著上調(diào)。生物信息學(xué)分析結(jié)果發(fā)現(xiàn),miR-486在各物種間非常保守,ssc-miR-486啟動(dòng)子區(qū)域有SREBP1、SREBP2等多個(gè)轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合位點(diǎn),獲得的229個(gè)靶基因顯著富集于脂質(zhì)生物合成、細(xì)胞代謝等生物學(xué)過程及類固醇生物合成、磷脂肌醇代謝、PPAR等信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中。本研究結(jié)果提示ssc-miR-486參與了豬脂肪沉積或脂質(zhì)代謝的調(diào)控,為今后深入研究脂肪沉積機(jī)理提供有用信息。總之,本研究獲得了對(duì)脂肪沉積相關(guān)miRNAs及ssc-miR-486生物學(xué)功能的全面分析,為培育優(yōu)良豬品種和治療人類肥胖相關(guān)疾病奠定理論基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：豬 RNA-seq miRNAs 脂肪沉積 生物信息學(xué)
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S828
【目錄】：

• 摘要5-6
• abstract6-11
• 英文縮略表11-14
• 第一章 引言14-24
• 1.1 脂肪組織概述14
• 1.2 成脂分化過程14-15
• 1.3 參與成脂分化的重要轉(zhuǎn)錄因子15-17
• 1.3.1 PPARγ15-16
• 1.3.2 C/EBPs16
• 1.3.3 KLFs16-17
• 1.3.4 其他與成脂分化相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子17
• 1.4 參與成脂分化的重要信號(hào)通路17-19
• 1.4.1 PPAR信號(hào)通路17
• 1.4.2 Wnt信號(hào)通路17-18
• 1.4.3 TGFβ和BMPs信號(hào)通路18
• 1.4.4 MAPK信號(hào)通路18-19
• 1.5 miRNA概述19
• 1.6 參與脂肪細(xì)胞分化的miRNAs19-21
• 1.6.1 促進(jìn)脂肪細(xì)胞分化的miRNAs19-20
• 1.6.2 抑制脂肪細(xì)胞分化的miRNAs20-21
• 1.7 調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝的miRNAs21-22
• 1.8 研究目的與意義22-24
• 第二章 不同豬脂肪組織miRNAs及其靶基因的鑒定及生物信息學(xué)分析24-44
• 2.1 材料與方法24-28
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物24
• 2.1.2 主要儀器和試劑24
• 2.1.3 脂肪組織樣品總RNA的提取24
• 2.1.4 small RNA的cDNA文庫構(gòu)建24-25
• 2.1.5 高通量測(cè)序(Illumina Sequencing)25
• 2.1.6 測(cè)序數(shù)據(jù)的生物信息學(xué)分析25-27
• 2.1.7 qRT-PCR27-28
• 2.2 結(jié)果28-41
• 2.2.1 總RNA的提取和質(zhì)檢28-29
• 2.2.2 原始數(shù)據(jù)質(zhì)控及Rfam數(shù)據(jù)庫注釋29-30
• 2.2.3 已知miRNA和新miRNA的鑒定30
• 2.2.4 miRNA長度分布30
• 2.2.5 miRNA堿基偏好性分析30-31
• 2.2.6 差異表達(dá)miRNAs的篩選31-33
• 2.2.7 靶基因預(yù)測(cè)33
• 2.2.8 GO分析33-34
• 2.2.9 KEGG分析34-35
• 2.2.10 差異表達(dá)miRNAs與其靶基因的互作關(guān)系網(wǎng)絡(luò)圖35-36
• 2.2.11 差異表達(dá)miRNAs與PPAR信號(hào)通路中靶基因的作用關(guān)系36
• 2.2.12 轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)預(yù)測(cè)結(jié)果36-38
• 2.2.13 qPCR結(jié)果38-41
• 2.3 討論41-42
• 2.4 結(jié)論42-44
• 第三章 ssc-miR-486的靶基因預(yù)測(cè)及生物信息學(xué)分析44-54
• 3.1 材料與方法44-46
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)材料44
• 3.1.2 qRT-PCR檢測(cè)ssc-miR-486的表達(dá)變化44-45
• 3.1.3 ssc-miR-486生物信息學(xué)分析45-46
• 3.2 結(jié)果46-51
• 3.2.1 qRT-PCR結(jié)果46
• 3.2.2 轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)預(yù)測(cè)結(jié)果46-47
• 3.2.3 保守性分析47
• 3.2.4 靶基因預(yù)測(cè)結(jié)果47
• 3.2.5 GO分析結(jié)果47-49
• 3.2.6 KEGG富集結(jié)果49-51
• 3.3 討論51-53
• 3.4 結(jié)論53-54
• 第四章 全文結(jié)論與展望54-55
• 參考文獻(xiàn)55-66
• 致謝66-67
• 作者簡歷67

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