应用生物信息学预测牛新microRNA及验证

doi:10.11843/j.issn.0366-6964.2015.08.006

畜牧兽医学报 ›› 2015, Vol. 46 ›› Issue (8): 1317-1324.doi: 10.11843/j.issn.0366-6964.2015.08.006

应用生物信息学预测牛新microRNA及验证

崔晓钢，杨少华，谢岩，张胜利，张勤，孙东晓^*

（中国农业大学动物科技学院，农业部动物遗传育种与繁殖重点实验室，畜禽育种国家工程实验室，北京 100193）

收稿日期:2014-04-30 出版日期:2015-08-23 发布日期:2015-08-18
通讯作者: 孙东晓，教授，E-mail：sundx@cau.edu.cn
作者简介:崔晓钢(1985-)，男，山西太原人，博士，主要从事动物分子数量遗传学研究，Tel：010-62732768，E-mail:398304310@qq.com
基金资助:
863课题（2013AA102504）；现代农业产业技术体系北京市奶牛创新团队

Computational and Experimental Identification of Novel MicroRNAs in Bovine by Bioinformatics

CUI Xiao-gang，YANG Shao-hua，XIE Yan，ZHANG Sheng-li，ZHANG Qin，SUN Dong-xiao^*

（National Engineering Laboratory for Animal Breeding，Key Laboratory of Animal Genetics，Breeding and Reproduction of Ministry of Agriculture，College of Animal Science and Technology，China Agricultural University，Beijing 100193，China）

Received:2014-04-30 Online:2015-08-23 Published:2015-08-18

摘要/Abstract

摘要：

本研究旨在通过比较基因组学和结构序列分析方法预测牛基因组中的新miRNAs并进行试验验证。根据miRNA 分子序列具有一定保守性，将人、小鼠、绵羊、猪和狗5种哺乳动物已知的miRNA 分子与NCBI中牛的全基因组序列（UMD3.1）对比，获得牛miRNAs；随机选取部分预测的miRNAs进行实时荧光定量PCR（qRT-PCR）验证。结果，基于物种间序列同源比对共计预测到44条新的牛miRNAs，选取其中4条miRNAs，通过qRT-PCR方法，发现他们在泌乳期中国荷斯坦牛乳腺、心、子宫和肝组织中均有表达。结果表明，基于比较基因组学和生物信息学预测新的miRNA 分子可行，为奶牛基因表达调控及其性状形成机制研究提供了前期基础。

关键词: 牛, miRNA, 预测, 生物信息学

Abstract:

This study aimed to predict novel miRNAs of bovine by comparative genomics and bioinformatics analysis.According to the conservation of miRNAs sequence，we compared the known miRNAs in human，mouse，sheep，pig and dog with the bovine genome sequence (UMD3.1) in NCBI to predict novel miRNAs，some of which were validated by qRT-PCR.A total of 44 novel miRNAs of bovine were obtained.Four of these were randomly selected to be validated.It was found that the 4 predicted miRNAs were expressed in mammary gland，cardiac muscle，uterus and liver of lactating Chinese Holstein cows.The methodology provides an alternative approach to predict the novel miRNAs and provide a groundwork for gene expression and trait formation mechanisms in dairy cattle.

Key words: bovine, miRNA, prediction, bioinformatics

中图分类号:

S823.2

崔晓钢，杨少华，谢岩，张胜利，张勤，孙东晓. 应用生物信息学预测牛新microRNA及验证[J]. 畜牧兽医学报, 2015, 46(8): 1317-1324.

CUI Xiao-gang，YANG Shao-hua，XIE Yan，ZHANG Sheng-li，ZHANG Qin，SUN Dong-xiao. Computational and Experimental Identification of Novel MicroRNAs in Bovine by Bioinformatics[J]. ACTA VETERINARIA ET ZOOTECHNICA SINICA, 2015, 46(8): 1317-1324.

参考文献

［1］LEE Y，AHN C，HAN J，et al.The nuclear RNase III Drosha initiates microRNA processing［J］.Nature，2003，425：415-419.
［2］HUTVAGNER G.Small RNA asymmetry in RNAi：Function in RISC assembly and gene regulation［J］.FEBS Lett，2005，579：5850-5857.
［3］PASQUINELLI A E，REINHART B J，SLACK F，et al.Conservation of the sequence and temporal expression of let-7 heterochronic regulatory RNA［J］.Nature，2000，408(6808):86-89.
［4］LU C，TEJ S S，LUO S，et al.Elucidation of the small RNA component of the transcriptome［J］.Science，2005，309(5740):1567-1569.
［5］LAI E C，TOMANCAK P，WILLIAMS R W，et al.Computational identification of drosophila microRNA genes［J］.Genome Biol，2003，4(7):R42.
［6］BEREZIKOV E，CUPPEN E，PLASTERK R H.Approaches to microRNA discovery［J］.Nat Genet，2006，38：S2-S7.
［7］陈海漩，严忠海，龙健儿，等.应用生物信息学寻找山羊新的microRNA分子及其实验验证［J］.遗传，2008，30(10)：1326-1332.
CHEN H X，YAN Z H，LONG J E，et al.Computational and experimental identification of novelmicroRNAs in goat［J］.Hereditas，2008，30(10)：1326-1332.（in Chinese）
［8］LAGOS-QUINTANA M，RAUHUT R，LENDECKEL W，et al.Identification of novel genes coding for small expressed RNAs［J］.Science，2001，294(5543):853-858.
［9］穆松，钟金城，陈智华，等.牛基因组中新的microRNA预测及分析［J］.中国草食动物，2010，30(1)：8-11.
MU S，ZHONG J C，CHEN Z H，et al.Prediction and analysis of novel miRNA in cattle［J］.China Herbivores，2010，30(1)：8-11.（in Chinese）
［10］赵东宇，王岩，罗迪，等.生物信息学中的MicroRNA预测研究［J］.吉林大学学报(信息科学版)，2008，26(3)：276-280.
ZHAO D Y，WANG Y，LUO D，et al.Advances of microRNA prediction in bioinformatics［J］.Journal of Jilin University(Information Science Edition)，2008，26(3)：276-280.（in Chinese）
［11］ZHANG B，PAN X，COBB G P，et al.Plant microRNA：A small regulatory molecule with big impact［J］.Dev Biol，2006，289(1):3-16.
［12］QIU C X，XIE F L，ZHU Y Y，et al.Computational identification of microRNAs and their targets in Gossypium hirsutum expressed sequence tags［J］.Gene，2007，395(1-2)：49-61.
［13］XIE F L，HUANG S Q，GUO K.et al.Computational identification of novel microRNAs and targets in Brassica napus［J］.FEBS Lett，2007，581(7):1464-1474.
［14］XU S，WITMER P D，LUMAYAG S，et al.MicroRNA transcriptome of mouse retina and identification of a sensory organ-specific miRNA cluster［J］.J Biol Chem，2007，282(34):25053-25066.
［15］ROYO H，CAVAILLÉ J.Non-coding RNAs in imprinted geneclusters［J］.Biol Cell，2008，100(3)：149-166.
［16］LANDGRAF P，RUSU M，SHERIDAN R，et al.A mammalian microRNA expression atlas based on small RNA library sequencing［J］.Cell，2007，129(7):1401-1414.
［17］CASTOLDI M，SCHMIDT S，BENES V，et al.miChip：an array-based method for microRNAexpression profiling using locked nucleic acid captureprobes［J］.Nat Protoc，2008，3(2)：321-329.
［18］VEGH P，FOROUSHANI A B，MAGEE D A，et al.Profiling microRNA expression in bovine alveolar macrophages using RNA-seq［J］.Vet Immunol Immunopathol，2013，155(4):238-244.
［19］LAWLESS N，FOROUSHANI A B，MCCABE M S，et al.Next generation sequencing reveals the expression of a unique miRNA profile in response to a gram-positive bacterial infection［J］.PLoS ONE, 2013，8(3):e57543.
［20］RAJEWSKY N.microRNA target prediction in animals［J］.Nat Genet，2006，38(Suppl)：S8-13.

[1]	韩小红, 何翃闳, 王靖雷, 张慧珠, 马悦, 马进彪, 赵生贤, 余四九, 崔燕, 樊江峰. 牦牛p38MAPK在雌性主要生殖器官中的表达[J]. 畜牧兽医学报, 2019, 50(9): 1802-1812.
[2]	康浩然, 刘重阳, 于勇, 张俊杰, 潘子豪, 姚火春. 2017-2018年我国部分地区牛支原体的分离鉴定及多位点序列分型[J]. 畜牧兽医学报, 2019, 50(9): 1857-1863.
[3]	赵凯, 崔燕, 刘鹏刚, 何俊峰, 宋亮丽, 廖博, 杨晓晴. IL-17和HSP90在不同牛肝中的定位和定量研究[J]. 畜牧兽医学报, 2019, 50(9): 1897-1903.
[4]	赵学亮, 王姝懿, 孙柯, 苏倩, 王文龙, 刘春霞. 捻转血矛线虫阿苯达唑敏感株和耐药株比较转录组学分析[J]. 畜牧兽医学报, 2019, 50(9): 1940-1944.
[5]	杨涛, 许厚强, 陈伟, 周迪, 王圆圆, 朱晓锋. 牛MSTN启动子与MEF2C转录因子相互作用的研究[J]. 畜牧兽医学报, 2019, 50(8): 1567-1575.
[6]	罗芳, 郭延生, 马志远, 卢旺银, 李刚, 陶金忠. 基于UPLC-Q-TOF MS代谢组学技术筛选表征西门塔尔种公牛精子活力的候选生物标志物[J]. 畜牧兽医学报, 2019, 50(8): 1596-1606.
[7]	温东旭, 张雷, 索朗斯珠, 牛家强, 王玉恒, 贡嘎, 旦巴次仁, 席广银, 郭敏, 徐业芬. 牦牛Nramp1基因mRNA组织表达谱及其相关miRNAs初步研究[J]. 畜牧兽医学报, 2019, 50(8): 1576-1586.
[8]	张芮琪, 张莹利, 蒋明, 徐越, 徐永平, 卿素珠. 成纤维生长因子4在妊娠早期牛胎盘组织的分布及表达特点[J]. 畜牧兽医学报, 2019, 50(8): 1685-1693.
[9]	杨涛, 许厚强, 陈伟, 周迪, 王圆圆, 朱晓锋. 牛MSTN启动子与MEF2C转录因子相互作用的研究[J]. 畜牧兽医学报, 2019, 50(8): 1567-1575.
[10]	温东旭, 张雷, 索朗斯珠, 牛家强, 王玉恒, 贡嘎, 旦巴次仁, 席广银, 郭敏, 徐业芬. 牦牛Nramp1基因mRNA组织表达谱及其相关miRNAs初步研究[J]. 畜牧兽医学报, 2019, 50(8): 1576-1586.
[11]	罗芳, 郭延生, 马志远, 卢旺银, 李刚, 陶金忠. 基于UPLC-Q-TOF MS代谢组学技术筛选表征西门塔尔种公牛精子活力的候选生物标志物[J]. 畜牧兽医学报, 2019, 50(8): 1596-1606.
[12]	张芮琪, 张莹利, 蒋明, 徐越, 徐永平, 卿素珠. 成纤维生长因子4在妊娠早期牛胎盘组织的分布及表达特点[J]. 畜牧兽医学报, 2019, 50(8): 1685-1693.
[13]	王书芳, 潘洋洋, 任端阳, 赵艳艳, 李宝钧, 乔利英, 刘文忠. miR-200c和miR-429靶向调节绵羊皮下脂肪细胞中SCD1表达的研究[J]. 畜牧兽医学报, 2019, 50(7): 1347-1357.
[14]	解领丽, 李嫒, 黄万龙, 张秀秀, 苗向阳. 湖羊卵巢不同发育阶段的miRNA鉴定与分析[J]. 畜牧兽医学报, 2019, 50(7): 1396-1404.
[15]	刘江静, 陈晓丽, 田宏志, 路永强, 王栋. 返情母牛活动量影响因素分析[J]. 畜牧兽医学报, 2019, 50(7): 1405-1411.

应用生物信息学预测牛新microRNA及验证

Computational and Experimental Identification of Novel MicroRNAs in Bovine by Bioinformatics

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价