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MicroRNA(miRNA)是近年来在多种生物体中发现的一类广泛存在的非编码小RNA,其成熟体长度约为21~23bp。在动物细胞中,miRNA通过序列互补来识别靶标mRNA,并在转录后水平对靶标基因的蛋白表达量进行调控.根据在基因组中与蛋白质基因序列位置间的关系可以把miRNA分为基因区(genic)miRNA和基因间区(intergenic)miRNA。在已有的实验数据中,我们已经用RACE技术获得部分果蝇基因间区miRNA的初始转录本(pri-miRNA)全长序列或3端片段序列。本文在这些工作的基础上,对部分获得pri-miRNA全长序列的miRNA基因,进行启动子序列的预测,分析以及活性验证.同时,对果蝇S2细胞内的5个miRNA的初始转录本加工情况及其对靶标基因mRNA丰度的影响进行了分析和探讨。
一、果蝇miR-276a,bantam基因启动子序列活性分析
根据已获得的miRNA初始转录本序列全长,预测了miR-276a和bantam的启动子序列区域,并从各转录起始位点(TSS)向上游分别截取不同长度的启动子片段,构建荧光素酶报告基因载体转染S2细胞,通过检测到的细胞荧光素酶活性来反映该启动子片段的转录活性。实验结果表明,miR-276a的TSS1(+1)和bantam的TSS上游各启动子片段都有很明显的细胞转录活性,从而证明了5RACE所得到这两个基因初始转录本的TSS及上游启动子序列的正确性。但miR-276a的第二个转录起始位点TSS2(+760)及其上游部分片段没有转录活性,表明TSS2可能不是一个真实的转录起始位点。
二、干扰果蝇S2细胞Drosha酶后的部分miRNA初始转录本丰度变化
大多数动物miRNA基因在被转录后,其初始转录本(pri-miRNA)会被Drosha酶所识别并切割成为miRNA的前体结构(pre-miRNA)。为了分析Drosha酶在细胞内对部分基因间区miRNA转录本的加工作用,我们利用RNAi技术将细胞内的Drosha酶进行干扰,用实时定量PCR技术检测miRNA初始转录本丰度的变化。在结果中,经干扰处理后的细胞内Drosha酶表达量下降为未受干扰细胞的25%~35%左右,所检测的5个miRNA(miR-276a,miR-277,miR-281,miR-2b,bantam)的pri-miRNA丰度都有所上升,其中miR-277和miR-26()i-miRNA丰度上升幅度较大,而miR-281则只有轻微的变化。
三、干扰果蝇S2细胞Drosha酶的miRNA靶标基因丰度变化
Drosha酶是大多数miRNA形成过程中所必须的一个核酸酶,其蛋白表达含量或活性的下降会导致miRNA成熟体含量的减少,从而进一步影响miRNA对靶标基因的调节作用。我们用MiRanda软件预测了上述五个果蝇miRNA的靶标蛋白基因,并从中选择5个靶标基因(一个miRNA对应一个靶标)来检测Drosha酶被干扰后其mRNA水平的变化。结果表明,miR-2b和bantam的预测靶标基因CG4629-PA和CG5123-PA的mRNA含量有较为明显的上升,miR-277的靶标CG10335-PA的mRNA含量有轻微的上升,而miR-276a和miR-281的靶标CG3411-PA和CG14029-PA的mRNA含量与对照组相比没有明显差异。