miR-370-3p在绵羊中的表达、生物信息学分析与靶基因预测

本研究以新吉细毛羊和小尾寒羊为实验动物,用实时荧光定量PCR检测miR-370-3p在绵羊不同组织中的表达变化;利用Mega11.0对miR-370-3p进行序列分析,并构建进化树;利用miRBase对脊椎动物的miR-370-3p序列进行检索,使用Ensembl数据库对miR-370-3p进行定位;利用在线网站预测miR-370-3p的靶基因,并进行GO、KEGG分析。组织表达结果显示,miR-370-3p在2种绵羊1月份和10月份的皮肤组织中均存在显著差异;在2种绵羊同组织间均存在显著差异。miR-370-3p序列主要存在于哺乳动物,且在不同物种间高度保守;miR-370-3p共有315个靶基因;GO分析结果显示靶基因主要富集在蛋白质的自磷酸化、细胞核与细胞质的运输、神经元凋亡过程等方面;KEGG通路分析表明靶基因主要富集到MAPK信号通路、寿命调节通路和细胞内吞作用等,其中多个与毛囊生长发育相关的基因富集到相关通路之上。绵羊miR-370-3p在皮肤组织存在时空表达差异,在各组织间广泛表达,可能通过靶向MAPK信号通路及寿命调节等通路参与调控毛囊的生长发育。

绵羊SMAD 4基因克隆、生物信息学分析及组织表达研究

【目的】克隆绵羊SMAD同源物4(SMAD4)基因并探究其在绵羊中的生物学功能,为研究SMAD 4基因在毛囊生长发育过程中的调控作用提供依据。【方法】以小尾寒羊皮肤组织cDNA为模板,PCR扩增SMAD 4基因CDS区并克隆测序,对其进行生物信息学分析;采用实时荧光定量PCR检测SMAD 4基因在小尾寒羊和新吉细毛羊心脏、肝脏、脾脏、肾脏、皮肤和肌肉中的表达量。【结果】试验成功克隆小尾寒羊SMAD 4基因CDS区,长1662 bp,编码553个氨基酸。系统进化树分析显示,绵羊SMAD 4基因核苷酸序列与山羊和牦牛的亲缘关系最近,与鸡的亲缘关系最远。生物信息学分析发现,SMAD4蛋白为不含信号肽的非跨膜蛋白,存在磷酸化和糖基化位点,属于亲水性蛋白,主要存在于细胞核中;SMAD4蛋白二级结构以无规则卷曲为主,与三级结构预测结果一致;蛋白互作分析显示,SMAD4蛋白与SMAD2、SMAD1、TGFBR1、TGFBR2、SMAD3等蛋白存在相互作用。实时荧光定量PCR结果显示,SMAD 4基因在绵羊中广泛表达;与新吉细毛羊相比,小尾寒羊心脏、脾脏和皮肤中SMAD 4基因表达量均显著上升(P<0.05),而肺脏和肌肉中SMAD 4基因表达量均显著下降(P<0.05)。【结论】试验成功克隆绵羊SMAD 4基因CDS区,该基因在绵羊各组织中均有表达,且在小尾寒羊和新吉细毛羊心脏、脾脏、皮肤、肺脏和肌肉中存在显著差异。试验结果为进一步探究绵羊SMAD 4基因调控毛囊发育提供理论依据。

新吉细毛羊和小尾寒羊差异表达miRNAs筛选与调控网络分析

【目的】筛选新吉细毛羊和小尾寒羊体内差异微小RNAs(microRNAs,miRNAs),研究miRNAs和靶基因对羊毛纤维机制表达的调控模式。【方法】选取两种毛细度存在显著差异的新吉细毛羊(XFWS)和小尾寒羊(SXW),采集血浆中外泌体进行转录组测序,构建文库并鉴定miRNAs,使用edgeR包对miRNAs进行差异表达分析,使用miRanda和Targetscan软件预测miRNAs的靶基因,对靶基因进行GO功能和KEGG通路富集分析,对差异miRNAs靶基因进行miRNAs-mRNA互作调控网络分析,使用实时荧光定量PCR对转录组数据中miRNAs进行验证。【结果】新吉细毛羊和小尾寒羊血浆外泌体中存在1019个miRNAs,其中已知miRNAs 112个,新预测miRNAs 907个,经筛选存在差异表达miRNAs 364个,其中与羊毛细度呈正相关性基因62个,呈负相关性基因302个。经多数据库比对获得靶基因的注释信息18996个,GO功能富集分析显示,17193个注释靶基因富集到6608个条目中;KEGG通路分析显示其富集在276个通路之中,经蛋白互作分析找到与羊毛纤维机制表达相关miRNAs 5个及靶基因42个。实时荧光定量PCR验证差异miRNAs结果显示,oar-miR-218a、oar-miR-370-3p、oar-miR-133、oar-miR-29a、oar-miR-27a、oar-miR-485-3p、oar-miR-22-3p、oar-miR-23a、oar-miR-148a、oar-miR-412-3p在新吉细毛羊体内表达量均显著高于小尾寒羊(P<0.05),oar-miR-26a、oar-miR-29b、oar-miR-329b-3p、oar-miR-409-3p、oar-miR-30a-3p在小尾寒羊体内表达量均显著高于新吉细毛羊(P<0.05),与转录组测序结果一致。【结论】新吉细毛羊和小尾寒羊体内存在oar-miR-218a、oar-miR-370-3p、oar-miR-133等364个差异miRNAs,其中oar-miR-133、oar-miR-150、oar-miR-127、oar-miR-23a、oar-miR-370-3p与其42个靶基因共同参与羊毛纤维机制表达,FGFR2、NOTCH1、SHH参与多通路调节,在联级调节中起重要作用。