鹵蟲(chóng)休眠形成過(guò)程中microRNA的表達(dá)譜和miR-100的功能分析.pdf

1、細(xì)胞靜息，也稱(chēng)為G0期，被定義為可逆的細(xì)胞周期停滯，并為重新進(jìn)入細(xì)胞周期做準(zhǔn)備。細(xì)胞靜息的發(fā)生對(duì)生物體的發(fā)育、生殖及抗逆起著關(guān)鍵性作用，但是到目前為止還有很多機(jī)理尚未研究清楚。鹵蟲(chóng)在環(huán)境條件惡劣的時(shí)候依靠產(chǎn)出休眠卵來(lái)繁殖后代（卵生），而在環(huán)境條件適宜時(shí)則直接產(chǎn)出可游動(dòng)的幼蟲(chóng)（卵胎生）。鹵蟲(chóng)休眠卵的胚胎發(fā)育停滯在原腸胚期，其中大約含4000個(gè)細(xì)胞，這些細(xì)胞都處于細(xì)胞周期停滯、代謝水平極低的狀態(tài)。鹵蟲(chóng)休眠卵的這一特性為研究胚胎發(fā)育過(guò)程中細(xì)胞

2、靜息提供了良好的材料。
　　我們通過(guò)對(duì)鹵蟲(chóng)卵生途徑中的四個(gè)時(shí)期的樣本早期胚胎（Pre-diapause）、休眠卵（Diapause）、激活的休眠卵（Post-diapause）以及無(wú)節(jié)幼體(Nauplius)進(jìn)行高通量測(cè)序，建立了miRNA在卵生發(fā)育途徑中的表達(dá)譜。將所得序列比對(duì)到所有動(dòng)物非冗余成熟miRNA序列中（來(lái)自于miRbase20.0），共比對(duì)上370個(gè)分布在87個(gè)已知家族當(dāng)中的動(dòng)物miRNA和13個(gè)未知家族的動(dòng)物miR

3、NA。同時(shí)，對(duì)四個(gè)樣本的miRNA表達(dá)譜進(jìn)行差異性比較，發(fā)現(xiàn)了107個(gè)差異表達(dá)的miRNA，其中miR-100在胚胎發(fā)育過(guò)程中高量表達(dá)但在休眠卵中痕量表達(dá)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在卵生鹵蟲(chóng)中過(guò)表達(dá)miR-100可以促進(jìn)有絲分裂使卵生鹵蟲(chóng)胚胎發(fā)育無(wú)法停滯在原腸胚期，所產(chǎn)出的休眠卵其細(xì)胞周期并未停滯，而是逐漸凋亡。另一方面，在卵胎生鹵蟲(chóng)中抑制miR-100使卵胎生鹵蟲(chóng)無(wú)法直接產(chǎn)出無(wú)節(jié)幼體而是產(chǎn)出不帶保護(hù)殼的假休眠卵，并且在胚胎發(fā)育過(guò)程中DNA復(fù)制受阻

4、，有絲分裂受到抑制。對(duì)miR-100下游靶點(diǎn)的研究表明miR-100通過(guò)調(diào)控蛋白PLK1的翻譯水平來(lái)影響PLK1下游MEK-ERK-RSK信號(hào)通路。在卵生途徑中過(guò)表達(dá)miR-100使PLK1蛋白表達(dá)水平降低，PLK1的磷酸化水平也相應(yīng)降低，從而激活下游分子MEK、ERK和RSK，使細(xì)胞進(jìn)入有絲分裂。
　　本研究通過(guò)對(duì)比鹵蟲(chóng)休眠發(fā)育途徑各個(gè)時(shí)期的miRNA表達(dá)譜，發(fā)現(xiàn)miRNA在鹵蟲(chóng)休眠形成過(guò)程中對(duì)調(diào)控細(xì)胞有絲分裂和細(xì)胞靜息有著重要