环境暴露对精子小非编码RNA介导跨代遗传影响的研究进展

近年来父母环境暴露引起的获得性跨代遗传已成为生物学研究的一大热点,而父代精子中的小非编码RNA介导的跨代遗传得到更多的关注。研究表明,当父代暴露于压力、应激等不良环境中,易通过跨代遗传引起子代代谢紊乱及大脑相关疾病;当父代暴露于优良环境中,后代的代谢紊乱等不良性状得到有效改善。这些跨代遗传大多通过改变精子中的miRNA、piRNA、rbRNA、tRNA等小非编码RNA的结构及含量影响子代的代谢、行为及认知特征。本文着重从环境影响的正反两方面对精子小非编码RNA介导的跨代遗传进行综述,以期为临床关注和指导父代行为及生活习惯提供相应的理论依据。

小非编码RNA在精子发生及男性不育中的功能机制

小非编码RNA是一类特殊的基因调控因子,可在转录、转录后和表观遗传水平上调控真核生物细胞的基因表达.大量研究发现,包括piRNA,miRNA和tsRNA等小非编码RNA在哺乳动物雄性生殖细胞中高丰度表达,为精子发生和雄性生殖必需,其表达异常及相关调控通路基因突变与男性不育密切相关.本文总结近期关于小非编码RNA与精子发生相关的研究进展,将主要概述小非编码RNA在哺乳动物精子发生中的生物学功能和作用机制相关最新研究进展,并探讨其异常调控与男性不育的相关性及其在男性不育临床诊治中的潜在应用.

父代饮食、运动及应激通过精子中小非编码RNA对子代表型的影响

跨代遗传是指环境因素通过对亲代生殖细胞(精子、卵子)的改变,将遗传信息传递给子代,调节子代特定器官和组织中的基因表达,从而影响子代的生长发育和某些疾病的发生、发展。DNA甲基化和组蛋白修饰参与其中,微小RNA(mi RNA)、小片段干扰RNA(si RNA)、Piwi蛋白相作用的RNA(pi RNA)、t RNA来源片段(t RFs)在内的小非编码RNA(snc RNA)在跨代遗传中扮演了重要角色。不同的饮食摄入方式,包括高脂饮食和饥饿饮食等,分别通过改变精子中mi RNA、ts RNA(t RFs中的一种)或si RNA的含量对后代肥胖及糖代谢产生影响;针对父代小鼠的运动干预则可导致精子中mi RNA的改变,从而影响后代肥胖及糖代谢表型。此外,在持续慢性应激作用下,父代小鼠精子中mi RNA及pi RNA的表达发生改变,进而影响子代小鼠的行为、代谢和应激反应。本文对这4类snc RNA及其受父代环境影响经精子跨代遗传的研究进展作了逐一概述。

非编码RNA在糖尿病血管病变中的研究进展

糖尿病是以高血糖为特征的代谢性疾病,糖尿病血管病变是糖尿病主要并发症及死亡原因。糖尿病血管病变的主要病理变化包括内皮细胞凋亡和基底膜变厚,进而导致血管功能改变,最终引起器官、组织和细胞缺血缺氧。早期诊断并及时采取防治措施对于降低死亡率和残疾率有重要的意义。研究表明,非编码RNA与糖尿病血管病变的发生和发展密切相关,通过抑制或促进目标基因的表达参与糖尿病血管内皮细胞的增殖、分化以及凋亡过程,参与糖尿病血管病变的多个环节。非编码RNA有可能成为糖尿病血管病变防治的新靶点。本研究基于小非编码RNA(microRNAs, miRNA)、长链非编码RNA(lncRNAs)、环状RNA (circRNAs)在糖尿病血管病变中参与机制研究进展做一综述,探讨非编码RNA成为防治糖尿病血管病变的新靶点可能,以期为防治糖尿病血管病变的发展提供了新的思路。

调节性小非编码RNA在精子发生过程中的作用研究进展

非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)在生物体内大量存在,组成复杂的生物调控网络,是目前生物医学领域的研究热点之一。调节性小非编码RNA(small ncRNA,sncRNA),如微小RNA(microRNA)、内源性小干扰RNA(siRNA)和PIWI相互作用RNA(piRNA)是基因表达调控的关键成员,调控着细胞内的多种生理和病理过程。男性不育已经成为一个全球性的健康问题,主要与已知或未知原因引起的精子发生障碍从而导致的无精子症、少精子症或弱精子症有关。近十年来的研究表明,调节性sncRNA通过沉默活性转座子元件和调控编码基因等方式在雄性生殖细胞发育、分化、成熟以及功能发挥等过程中发挥重要作用,这些sncRNA,尤其是在雄性生殖细胞富集表达的piRNA,在生精细胞发育的不同阶段的异常表达与雄性不育密切相关。笔者对调节性sncRNA(尤其是piRNA)在精子发生过程中的作用及其研究进展进行总结,以期为后续相关研究以及男性不育的诊断、干预和治疗提供参考。

短小芽孢杆菌非编码RNA Bpsr145的鉴定及初步探究

【目的】基于前期对短小芽孢杆菌SCU11的转录组测序结果,对在转录组数据中不同阶段的表达量存在较明显差异的候选sRNA Bpsr145进行鉴定及探究。【方法】通过Northern blotting和独立转录验证Bpsr145的表达,使用不同的程序对其序列保守性、二级结构以及靶标基因进行分析,另外利用电转化方法构建一个Bpsr145敲除突变体。【结果】证实Bpsr145是一个真实存在并独立转录的sRNA,且在不同的培养基中显示不同的表达谱,但Bpsr145敲除菌株和野生型菌株在生长情况和蛋白质谱中不存在显著差异。【结论】本研究鉴定了一个短小芽孢杆菌的sRNA,丰富了芽孢杆菌非编码RNA数据库,为研究非编码RNA介导的转录后调控提供了新的材料。

非编码小RNA的多样性

RNA是一类广泛存在的极其重要的生物大分子,它不仅种类繁多,而且不同种类的RNA在结构方面有着显著的差异。RNA种类和结构的多样性决定了RNA具有很多重要的生物学功能。随着对非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)研究的不断深入,ncRNAs同样呈现出前所未有的复杂性和多样性。主要介绍了tRNA、snRNA、scRNA、rRNA、siRNA、miRNA、pi RNA和nat-si RNA等两大类持家ncRNA和调控ncRNA的结构和功能,为便于了解生物体内小的非编码RNA的多样性,进一步挖掘和利用ncRNAs提供一定的参考,促使人们对RNA的认识和地位作出新的思考。

非编码RNA功能与功能机理研究

真核生物基因组具有广泛转录的特性,其中绝大部分转录产物为不编码蛋白质的非编码RNA.这些非编码RNA又可分为长链非编码RNA和小非编码RNA,并且两者都行使重要的调控功能.同时,非编码RNA也被用作生物技术及应用于生物医学.本文就非编码RNA在动物细胞基因表达等重要生命事件中的功能及功能机理进行综述,并简要介绍非编码RNA相关的生物技术、生物医学应用.

昆虫滞育表观遗传调控的研究进展

滞育是昆虫躲避不良环境的一种策略,对延续昆虫种群具有重要意义。特别是昆虫的兼性滞育,能够受环境的周期性季节变化影响,表观遗传可能在其中扮演重要角色。表观遗传是不依赖DNA序列改变所产生的可遗传变异,包括DNA、RNA、蛋白质和染色质水平上的各种表观遗传调控过程,可能参与生物的发育可塑性。昆虫滞育表观遗传调控主要包括两个方面:一是表观遗传调控如何响应滞育诱导的环境信号;二是环境信号诱导的表观遗传调控如何作用昆虫滞育。尽管已有报道提示DNA甲基化可以响应光周期信号,组蛋白乙酰化能够耦联昆虫内分泌信号,但表观遗传调控参与昆虫滞育的具体机制尚不完全清楚。表观遗传调控昆虫滞育在不同滞育类型的昆虫中都有报道。对于同一滞育类型,不同表观遗传过程之间可能存在协同,这种协同作用如何响应环境信号,又如何精确调节昆虫滞育仍不得而知。总之,现有研究仅仅展示了表观遗传调控昆虫滞育的可能性,昆虫滞育表观遗传调控的分子机制亟待深入研究,特别是以下几个方面:(1)表观遗传响应滞育诱导环境信号的分子机制研究;(2)表观遗传耦联内分泌调控的分子机制研究;(3)介导表观遗传调控的细胞信号转导研究;(4)表观遗传的协同调控在昆虫滞育中的功能研究。

miR-718和EGR3参与调控肝癌细胞系的恶性表型的研（英文）

目的:研究mi R-718和早期生长反应蛋白3(EGR3)在肝癌细胞系Hep G2及SMMC-7721中对细胞恶性行为的作用。创新点:首次在肝癌细胞系Hep G2和SMMC-7721中发现miR-718作为抑癌基因及EGR3作为促癌基因起到调控肿瘤恶性行为的作用。方法:采用聚合酶链反应(PCR)方法构建mi R-718和EGR3的过表达及敲降质粒,并采用实时定量PCR(q RT-PCR)方法验证质粒有效性;采用MTT法和克隆形成实验检测肝癌细胞系HepG 2和SMMC-7721的生长增殖能力;采用Transwell迁移侵袭实验检测肝癌细胞系Hep G2和SMMC-7721的迁移和侵袭能力;采用增强型绿色荧光蛋白(EGFP)荧光报告载体实验验证miR-718的靶基因;采用qR T-PCR和蛋白质印迹(Western blot)检测相关基因表达水平的变化。结论:mi R-718在肝癌细胞系HepG 2和SMMC-7721中起到抑癌基因的作用;EGR3在肝癌细胞系Hep G2和SMMC-7721中起到促癌基因的作用;miR-718是通过靶定EGR3 m RNA 3'UTR下调EGR3的表达起到抑癌基因的作用。