大白猪睾丸组织miRNA同源扩增及不同发育时期表达研究

大白猪睾丸组织miRNA同源扩增及不同发育时期表达研究

论文摘要

MicroRNA(miRNA)是一类内源性的长度在22个核苷酸左右的非编码小分子RNA,它们广泛存在于真核生物基因组中。它们可以通过与序列互补的靶基因mRNA结合,从而在转录后水平对靶基因进行训控。研究表明,它们在动植物的生长发育、细胞分化与增殖、细胞死亡及肿瘤治疗等多种领域发挥着重要的调控作用。随着对miRNA的研究深入,越来越多的证据表明,miRNA在动物睾丸的发育成熟、各种细胞的功能分化以及精子发生发挥着重要的作用。但目前miRNA通过对关键基因转录后调控,而介导精子性状形成的遗传机制报道却很有限,有关猪miRNA信息和报道更少。因而,猪睾丸组织miRNA分离鉴定及功能研究,是一个值得探讨的新课题。本研究主要采用生物信息学和比较基因组学策略,克隆获得部分睾丸组织中表达的miRNAs,开展了靶基因预测、阶段性表达变化规律及构建表达载体等方面的工作,取得如下研究结果:1.miRNA的分离鉴定及生物信息学分析选择大白猪35d、60d、90d、180d不同发育时期睾丸组织作为研究材料,根据人和小鼠睾丸组织中已见报道的miRNA,结合miRbase上已经预测的猪源miRNA信息筛选研究目标miRNA基因,克隆测序共获得10个在大白猪睾丸组织中表达的miRNAs及其序列信息,通过RNAhybrid和RNA22算法预测得到let-7c可能的靶基因SPAM-1,miR-20可能的靶基因AQN-1,miR-29b、miR-34b和miR-136可能共同的靶基因HAS3,miR-145可能的靶基因RNF4,miR-136可能的靶基因ELSPBP1及SMCP等,将这些miRNA与已报道在猪睾丸组织或与精子发生相关的基因之间建立初步联系。2.克隆所得部分miRNA在大白猪不同发育时期睾丸组织中的表达分析利用RT-PCR方法检测pri-miRNAs在大白猪35d、60d、90d、180d不同发育时期睾丸组织的表达情况,并对total RNA进行加尾处理,应用qRT-PCR的方法检测miRNAs在这4个时期中的表达差异。分析let-7c、miR-20、miR-23a、miR-145的初始转录物和成熟miRNAs的结果发现这两者的表达水平不一致,进一步分析qRT-PCR结果发现其中miR-20呈下调趋势(p<0.01),miR-23a在前三个时期的表达模式呈上调趋势(p<0.01)。3.大白猪睾丸组织4个miRNAs表达载体的构建扩增pri-miRNA片段,插入到真核表达载体pcDNA3.1(+)以构建miRNA表达载体,并将构建得到plet-7c、pmiR-20、pmiR-23a、pmiR-1224个miRNAs表达载体进行ST细胞转染实验,应用qRT-PCR方法进行表达验证,获得相应的过表达信息,结果表明其可用于miRNA功能的筛选和研究。

论文目录

  • 中文摘要
  • ABSTRACT
  • 前言
  • 1 MIRNA的简介
  • 1.1 miRNA的发现及命名
  • 1.2 miRNA的特点
  • 1.3 miRNA的形成及其作用机制
  • 1.4 miRNA生物学功能研究进展
  • 1.5 miRNA的检测技术与研究方法
  • 2 其它主要小RNA的简介
  • 2.1 siRNA
  • 2.2 PIWI-interacting RNA(piRNA)
  • 3 猪睾丸组织MIRNA研究有助于解析睾丸发育的复杂基因控制网络
  • 4 目的与意义
  • 第一章 MIRNA的分离鉴定及生物信息学分析
  • 1 试验材料
  • 1.1 组织样品
  • 1.2 主要仪器和设备
  • 1.3 主要试剂及溶液
  • 1.4 主要耗材的处理
  • 1.5 生物信息学网站和分析软件
  • 2 试验方法
  • 2.1 总RNA的提取及利用RT-PCR方法扩增cDNA
  • 2.3 miRNA基因引物设计与合成
  • 2.4 miRNA基因的扩增
  • 2.5 PCR产物的纯化、克隆及序列分析
  • 2.6 miRNA的靶基因搜索方法
  • 3 结果与分析
  • 3.1 猪睾丸组织总RNA的提取与质量检测及cDNA检测结果
  • 3.2 PCR扩增结果
  • 3.3 测序结果及序列分析
  • 3.4 靶基因搜索结果
  • 4 讨论
  • 4.1 有关miRNA的分离鉴定
  • 4.2 有关靶基因预测
  • 第二章 克隆所得部分MIRNA在大白猪不同发育时期睾丸组织中的表达分析
  • 1 试验材料
  • 1.1 主要试剂及溶液
  • 1.2 引物
  • 2 试验方法
  • 2.1 总RNA的提取
  • 2.2 半定量PCR cDNA的准备与检测
  • 2.3 实时定量PCR
  • 3 结果与分析
  • 3.1 发育时期表达谱
  • 3.2 表达谱分析
  • 4 讨论
  • 4.1 关于miRNA表达的检测方法
  • 4.2 关于pri-miRNA和miRNA表达鉴定的意义
  • 第三章 大白猪睾丸组织4个MIRNAS表达载体的构建
  • 1 试验材料
  • 1.1 细菌、细胞和质粒
  • 1.2 主要试剂
  • 1.3 主要仪器和设备
  • 1.4 细胞培养耗材的处理
  • 1.5 细胞培养用液的配制
  • 2 试验方法
  • 2.1 miRNA表达载体的构建
  • 2.2 细胞的培养与转染
  • 3 结果与分析
  • 3.1 miRNA重组质粒的构建与鉴定
  • 3.2 RT-PCR检测转染后miRNA的水平
  • 4 讨论
  • 小结
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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