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捷报频传,全世界首篇鸡的环状RNA研究成果问世!

发布于:2017-05-08 14:26:54 点击量:714

摘要:作为最新的明星分子,环状RNA的热度与日俱增。环状RNA到底火到了什么程度?从云序客户捷报频传﹑研究成果不断就可见一斑:继全世界第一篇斑马鱼环状RNA和第一篇小麦环状RNA文章相继问世后,全世界首篇鸡的环状RNA文章又新鲜出炉了!华南农业大学动物科学学院谢青梅教授领衔的研究团队首次大规模揭示了与禽类白血病相关的环状RNA,并对环状RNA的功能进行了初步的探索和预测,为揭示禽类白血病病毒的感染和免疫机制提供了新的视角。


致癌逆转录病毒禽类白血病病毒(ALV-J)能够感染鸡并使其患有传染病,进而导致产蛋量的减少,严重降低家禽业的收益。被ALV-J感染的鸡通常会产生免疫低下的现象,并伴随着多种肿瘤的发生,包括血管瘤、髓细胞瘤和白血病等,从而导致死亡率上升。目前针对ALV-J尚没有有效的疫苗,那么深入了解对ALV-J先天免疫的鸡尤为重要。本文通过云序生物提供的一站式环状RNA服务于全世界首次进行了鸡环状RNA表达谱的构建,深入挖掘了ALV-J感染和ALV-J先天免疫的鸡体内环状RNA差异表达的信息,为后续研究环状RNA的生物学功能奠定了基础。

 

研究思路和技术路线



1.环状RNA测序,高通量筛选感染相关环状RNA

为了全面检测鸡中所有环状RNA的表达情况,研究人员分别对禽类白血病毒(ALV-J)感染的鸡和对ALV-J先天免疫的鸡进行环状RNA测序,共发现1800条环状RNA。接下来,研究人员系统分析了不同样本之间环状RNA的表达情况,发现32条环状RNA差异表达,这暗示着这些环状RNA可能在病毒感染过程中发挥作用。


图注:不同样本之间差异表达的环状RNA


2.环状RNA定量PCRALV-J感染相关环状RNA的表达验证

为了验证测序结果的准确性,研究人员随机选取了4条差异表达的环状RNA,利用“divergent primers”进行环状RNA定量PCR检测。所有环状RNA的表达都能够被定量PCR实验检测到,并且定量PCR结果与测序结果趋势一致,表明环状RNA测序结果准确性非常高。

图注:差异表达环状RNA 定量PCR验证。左:环状RNA测序结果;右:定量PCR结果


3.生物信息学分析,ALV-J感染相关环状RNA的功能预测

2013年两篇Nature文章揭示环状RNA具有miRNA海绵的功能,它可以吸附miRNA来调节相关基因的表达。研究人员对病毒感染组中12条表达上调的环状RNA进行靶miRNA的结合预测,并在此基础上进一步预测miRNA靶基因的功能。通过GO分析和KEGG 信号通路分析,发现这些miRNA的靶基因主要参与免疫过程和mTOR信号通路。这暗示着差异表达环状RNA通过miRNA海绵机制在病毒感染过程中发挥作用。

图注:表达上调环状RNA吸附的miRNA的靶基因GO分析和信号通路分析

随后,针对靶miRNA预测结果,研究人员发现环状RNA本身具有多个miRNA结合位点。作者选取了3个表达上调的环状RNA,在此基础上构建出circRNA-miRNA-mRNA网络图,直观展示了差异表达环状RNA通过miRNA海绵机制可能调控的基因,为后续环状RNA的功能研究提供广阔的思路。


图注:环状RNA-miRNA-mRNA网络互作图






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