渔业科学进展  2018, Vol. 39 Issue (2): 49-58  DOI: 10.19663/j.issn2095-9869.20170508001
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引用本文 

王若青, 王娜, 王仁凯, 陈松林. 牙鲆tyrp1atyrp1b的鉴定及tyrp1a与mmu-miR-143-5p_R+2的调控关系[J]. 渔业科学进展, 2018, 39(2): 49-58. DOI: 10.19663/j.issn2095-9869.20170508001.
WANG Ruoqing, WANG Na, WANG Renkai, CHEN Songlin. The Identification of tyrp1a and tyrp1b in Japanese Flounder (Paralichthys olivaceus) and the Regulation Study of tyrp1a and mmu-miR-143-5p_R+2[J]. Progress in Fishery Sciences, 2018, 39(2): 49-58. DOI: 10.19663/j.issn2095-9869.20170508001.

基金项目

国家自然科学基金项目(31472273)和山东省泰山学者攀登计划项目共同资助

作者简介

王若青,E-mail: wangruoqing515@163.com

通讯作者

王娜,副研究员,E-mail: wangna@ysfri.ac.cn

文章历史

收稿日期:2017-05-08
收修改稿日期:2017-05-17
牙鲆tyrp1atyrp1b的鉴定及tyrp1a与mmu-miR-143-5p_R+2的调控关系
王若青1,2, 王娜1,3, 王仁凯1,2, 陈松林1,3     
1. 农业部海洋渔业可持续发展重点实验室 中国水产科学研究院黄海水产研究所 青岛 266071;
2. 上海海洋大学水产与生命学院 上海 201306;
3. 青岛海洋科学与技术国家实验室 海洋渔业科学与食物产出过程功能实验室 青岛 266071
摘要:为了研究牙鲆白化发生过程中的分子调控机制,本研究在获得正常和白化牙鲆转录组及microRNA (miRNA)深度测序数据的基础上,对tyrosinase related protein 1(tyrp1)和mmu-miR-143-5p_R+2(mmu-143)进行了表达模式、靶基因预测及验证分析。首先通过RACE方法克隆得到白化相关基因tyrp1的2个转录本,进化树分析表明这2个转录本分别是tyrp1atyrp1b,利用RNAhybrid软件预测到mmu-143可能与tyrp1a基因存在互作关系,通过双荧光素酶实验初步验证了这一靶向关系。进一步的荧光定量结果显示,tyrp1a基因在正常牙鲆皮肤中的表达量显著高于白化牙鲆皮肤的表达量,正常牙鲆皮肤中mmu-143的表达量显著低于白化牙鲆皮肤中的表达量。本研究发现,牙鲆tyrp1存在2个转录本,分别是tyrp1atyrp1b。双荧光素酶实验和定量PCR分析初步证实,tyrp1a是mmu-143的靶基因,mmu-143是通过调控tyrp1a基因的表达来影响牙鲆白化的。此研究结果为深入揭示牙鲆白化发生的分子机制提供重要的基础资料。
关键词牙鲆    白化    mmu-miR-143-5p_R+2    tyrp1a    tyrp1b    
The Identification of tyrp1a and tyrp1b in Japanese Flounder (Paralichthys olivaceus) and the Regulation Study of tyrp1a and mmu-miR-143-5p_R+2
WANG Ruoqing1,2, WANG Na1,3, WANG Renkai1,2, CHEN Songlin1,3     
1. Key Laboratory of Sustainable Development of Marine Fisheries, Ministry of Agriculture, Yellow Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Qingdao 266071;
2. College of Fisheries and Life Sciences, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306;
3. Laboratory for Marine Fisheries Science and Food Production Processes, Qingdao National Laboratory for Marine Science and Technology, Qingdao 266071
Corresponding author: WANG Na, E-mail: wangna@ysfri.ac.cn
Fund: This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (31472273), and the Taishan Scholar Climbing Program of Shandong Province
Abstract: The albinism in Japanese flounder aquaculture has become a common phenomenon and influenced its large-scale farming and market value. Based on the albinism and normal Japanese flounder transcriptome and miRNA sequencing, tyrosinase related protein 1(tyrp1) and mmu-miR-143-5p_R+2 (mmu-143) were chosen for expression pattern, target gene prediction and verification analysis. Firstly, tyrp1a and tyrp1b were screened and identified by RACE and phylogenetic analysis. Subsequently, RNA hybrid was used for the prediction of the targeting relationship between tyrp1a and miRNA mmu-143, which was further verified by dual luciferase experiment. Finally, the results of the quantitative real time-PCR (qRT-PCR) showed that the expression of tyrp1a gene in normal skin of Japanese flounder was significantly higher than the albinism skin, and the expression of mmu-143 in normal skin was significantly lower than the albinism skin. The present study identified two transcripts of tyrp1a and tyrp1b from Japanese flounder. Dual luciferase experiment and qRT-PCR analysis confirmed that tyrp1a was the target gene of mmu-143, and mmu-143 affected the albino of Japanese flounder by regulating tyrp1a. The results of this study will be helpful to fully understand the molecular mechanism of Japanese flounder albinism.
Key words: Japanese flounder (Paralichthys olivaceus)    Albinism    mmu-miR-143-5p_R+2    tyrp1a    tyrp1b    

白化是由于黑色素代谢障碍导致眼睛、皮肤、毛发黑色素量减少或缺乏而引起的一种体色异常现象。自然界中,哺乳类(柯永亮, 2006)、鱼类(李仰真等, 2014)、鸟类(梁伟等, 2000)、爬行类(张秋金等, 2009)等都存在白化个体。白化个体通常出现一系列病理学上的改变,且因自身缺乏保护色而易被捕食,因此,白化个体的生存能力大大低于正常个体。白化具有广泛的遗传异质性,是最早被研究的遗传性疾病之一(Farabee, 1903)。哺乳动物如人和小鼠中白化研究最多,截止到2011年,在小鼠中已发现的与体色、毛发相关的基因突变多达378个(http://www.espcr.org/micemut/)。

自然界中生物体有多种多样不同的体色,这是由于自身色素细胞能产生不同的色素。虽然哺乳动物中白化突变位点众多,但色素细胞只有一种,即黑色素细胞。鱼类中已发现的色素细胞共有6种:黑色素细胞、红色素细胞、黄色素细胞、虹彩细胞、白色素细胞和蓝色素细胞,暗示其可能的白化机制较哺乳动物更为复杂。白化在鱼类中的研究主要集中于模式鱼类斑马鱼(Danio rerio)、青鳉(Oryzias latipes)和穴居鱼类(Koga et al, 1997),而养殖鱼类中的研究较少。

牙鲆(Paralichthys olivaceus)是一种冷温性底栖肉食鱼类,最适温度为17℃~20℃,具有很高的营养和经济价值,深受消费者的喜爱,市场十分广阔,为我国重要的海水经济鱼种。牙鲆育苗过程中经常出现苗种高比例体色异常现象,即有眼侧皮肤白化和无眼侧黑化现象,严重影响了商品鱼价值(朱学武等, 2017)。目前,认为牙鲆白化主要与营养(Seikai et al, 1987; Yamamoto et al, 1992)、环境(Takahashi, 1994; Seikai, 2010)和生理因素(Burton et al, 1995; Seikai, 1992; Yoo et al, 2000)等相关,而不管是营养还是生理方面,归根到底都是由于分子水平的变化引起的。

MicroRNA(miRNA)多为21~25 nt高度保守的单链非编码小RNA,能够通过与靶mRNA的3′端非翻译区(UTR)互作而沉默靶mRNA,在转录后调控过程中发挥重要作用。已发现有多个miRNA参与调控哺乳动物黑色素细胞发育及相关疾病(Kim et al, 2014; Zhu et al, 2010; Dong et al, 2012)。牙鲆白化现象中是否涉及miRNA的表达及调控也值得深入研究。我们在前期研究中已经利用高通量测序技术获得了一批在牙鲆正常和白化皮肤中差异表达的基因和miRNA。本研究在此基础上,选取tyrosinase related protein 1 (tyrp1)和mmu-miR-143-5p_R+2(mmu-143)开展了不同组织表达模式研究、靶基因预测及验证分析等,将为牙鲆白化发生分子机制的阐明提供重要的基础资料。

1 材料与方法 1.1 实验材料

本实验用鱼为发育状况良好且无伤病的有眼侧皮肤全为黑色的正常牙鲆和发育状况良好且无伤病的有眼侧皮肤白化牙鲆,由山东省海阳市黄海水产有限公司提供。分别取5月龄正常和白化牙鲆的有眼侧皮肤、无眼侧皮肤、有眼侧肌肉、无眼侧肌肉、性腺、鳃、脑、肠、眼、心脏、肾脏、脾脏、肝脏13个组织样品,立即放入液氮中保存,以备后续提取RNA使用。293T细胞培养于37℃、5% CO2条件下的细胞培养箱。

1.2 牙鲆各组织Total RNA的提取和cDNA第1链的合成

采用TIANGEN miRcute miRNA提取分离试剂盒提取牙鲆各组织的Total RNA,然后用1%的琼脂糖凝胶电泳检测所提RNA的质量,用紫外分光光度计检测RNA的浓度。RNA样品于–80℃保存。

各取1 μg的Total RNA用FastQuant cDNA第一链合成试剂盒(去基因组)进行反转录合成cDNA第1链,–20℃保存,用于克隆基因中间片段。用SMARTer® RACE 5'/3'Kit (Clontech)合成5'和3' Ready,用于5'和3 RACE的克隆。

1.3 tyrp1基因的克隆

利用转录组测序结果鉴定出tyrp1的2个转录本:tyrp1 GS_012029(tyrp1-29)和tyrp1 GS_009038 (tyrp1-38),此处以tyrp1-29为例进行基因克隆介绍。以正常牙鲆有眼侧皮肤cDNA为模板,以tyrp1-29-F1和tyrp1-29-R1(表 1)为引物进行中间片段的PCR扩增,反应体积为50 μl,反应程序:94℃,5 min;94℃ 30 s,54℃ 30 s,72℃ 50 s (35个循环);72℃,10 min。将PCR产物回收后与pMD18-T进行连接转化反应,挑取3~5个阳性克隆送到瑞博兴科公司测序。利用Vector NTI Advance 11软件进行测序结果的对比分析。

表 1 本研究所使用的引物 Table 1 Primers used in this study

利用验证的中间片段设计引物tyrp1-29-5'GSP、tyrp1-29-5'NGSP、tyrp1-29-3'GSP和tyrp1-29-3'NGSP (表 1),以合成的Ready为模板进行tyrp1-29 5'和3'RACE的巢式PCR扩增。一轮反应结束后,将一轮PCR产物稀释50倍作为二轮PCR的模板进行二轮PCR,将PCR产物回收后与pMD18-T进行连接转化反应,挑取3~5个阳性克隆送到瑞博兴科公司测序。利用Vector NTI Advance 11软件进行测序结果的对比分析。

1.4 tyrp1基因序列拼接及蛋白分析

在成功得到tyrp1-29tyrp1-38基因的中间片段、5'端及3'端后,用Vector NTI Advance 11进行序列拼接,获得完整的tyrp1-29tyrp1-38序列,然后进行开放阅读框分析和蛋白质翻译。从NCBI中下载其他不同物种的Tyrp1的氨基酸序列,与得到的牙鲆Tyrp1氨基酸序列进行同源性比对,用MEGA 5.0软件中NJ法(Neighbor-joining Method)构建系统进化树,设置1000次bootstraps进行系统进化评估。

1.5 tyrp1基因实时荧光定量PCR

用SYBR Premix Ex Taq试剂盒(TaKaRa)进行实时荧光定量PCR,用Primer 6.0设计定量引物tyrp1a-qF和tyrp1a-qR(表 1)进行tyrp1a基因的荧光定量检测。以β-actin为内参,以正常和白化牙鲆的13个组织的cDNA为模板,各组织均选取3个平行的实验个体,每个实验个体3次重复。ABI 7500 Realtime PCR仪(Applied Biosystems, 美国)扩增标准程序:95℃ 30 s;95℃ 5 s,60℃ 34 s (40循环);95℃ 15 s;60℃ 1 min;95℃ 15 s。

1.6 tyrp1a与miRNA的互作关系预测

利用RNAhybrid (https://bibiserv.cebitec.uni-Bielefeld.de/rnahybrid?id=rnahybrid_view_submission)将已克隆得到的tyrp1a基因3xUTR序列与miRNA进行靶基因预测,预测到tyrp1a与mmu-143可能的靶向关系。

1.7 miRNA的提取、反转录及荧光定量

由于TIANGEN miRcute miRNA提取分离试剂盒提取的牙鲆各组织的Total RNA中包含miRNA等small RNA,因此,可直接用TIANGEN miRcute miRNA cDNA第一链合成试剂盒进行反转录。

得到miRNA的cDNA后,用TM Utility 1.5-iTech设计mmu-143上游定量引物mmu-143-F(下游由定量试剂盒中提供)进行荧光定量检测。以5S rRNA(表 1)为内参,以正常和白化牙鲆的13个组织的miRNA cDNA为模板,各组织均选取3个平行的实验个体,每个实验个体重复3次。用miRcute增强型miRNA荧光定量检测试剂盒(SYBR Green, TIANGEN)进行定量实验,反应体系:10 μl 2×miRcute Plus miRNA Premix(with SYBR & ROX),mmu-143-F(10 μmol/L)和Reverse Primer (10 μmol/L)各0.4 μl,2 μl 50×ROX Reference Dye,1.5 μl miRNA第一链cDNA,5.7 μl ddH2O,总体积20 μl。反应程序:95℃ 15 min;94℃ 20 s,60℃ 34 s(40循环);熔解曲线分析。

1.8 双荧光素酶载体pmiR-RB-REPORTTM的构建及转染实验

为了证明tyrp1a 3'UTR与miRNA mmu-143存在靶对应关系,采用双荧光素酶实验在293T细胞中进行验证,所用的双荧光素酶报告载体pmiR-RB-REPORTTM及mmu-143 mimic和mimic Ncontrol均为广州市锐博生物科技有限公司设计提供。

用Primer 6.0设计分别带有Xho I和Not I酶切位点的上下游引物tyrp1a-3' UTR_F和tyrp1a-3' UTR_ R(表 1),以正常牙鲆皮肤的cDNA为模板,PCR扩增tyrp1a 3' UTR区片段并插入到pmiR-RB-REPORTTM载体的hRluc下游,构建成载有靶片段的完整载体,与mmu-143 mimic共转染至293T细胞中(表 2,A组)。另外,将pmiR-RB-REPORTTM上的靶片段用TaKaRa MutanBEST Kit进行突变后与mmu-143共同转染至293T细胞中,作为一组对照实验(表 2,B组)。正常和突变的载体分别与miRNA的阴性对照NC共转染作为2组对照(表 2,C组和D组)。

表 2 细胞转染体系成分 Table 2 The composition of cell transfection
1.9 双荧光素酶实验

取对数生长期的293T细胞以每孔大约5×104细胞接种于24孔板中,于37℃、5%的CO2的条件下培养过夜后,采用lipofectamine 2000按照表 2的体系进行细胞转染,37℃培养48 h后,用碧云天公司提供的双萤光素酶报告基因检测试剂盒来检测并分析miRNA与靶片段是否有互作关系。

1.10 数据计算方法

定量PCR实验中基因或miRNA的相对表达水平采用2(−ΔΔCt)方法计算,其数据为平均数±标准误(Mean± SE)。用SPSS 17.0分析软件采用单因素方差分析(One-way ANOVA),并进行Duncan多重比较,当P < 0.05时认为差异显著,当P < 0.01认为差异极显著。

2 结果 2.1 牙鲆tyrp1基因全长及其蛋白分析

通过RACE方法成功克隆了tyrp1-29tyrp1-28tyrp1-29基因cDNA全长为2145 bp,开放阅读框(ORF)为1566 bp,5' UTR区为127 bp,3 UTR区为452 bp (图 1)。用Vector NTI Advance 11软件查找ORF区并翻译成蛋白质,基因编码区编码521个氨基酸,预测蛋白质分子量为58.34 kDa。分析蛋白质结构发现,第1~17个氨基酸为信号肽,第84~112个氨基酸为EGF区,第172~407个氨基酸为PFAM结构域,469~491个氨基酸为跨膜区。

图 1 牙鲆tyrp1-29基因序列及其开放阅读框(ORF)预测的氨基酸序列 Figure 1 ORF sequence and deduced amino acid sequence of tyrp1-29 in Japanese flounder 小方框内为翻译起始位点和终止位点,下同 The start locus (ATG) and the terminal locus (TGA) are boxed in the short frame, the same as below

tyrp1-38基因cDNA全长1792 bp,开放阅读框(ORF)为1602 bp,5' UTR区为49 bp,3' UTR区为141 bp(图 2)。用Vector NTI Advance 11软件查找ORF区并翻译成蛋白质,基因编码区编码533个氨基酸,预测蛋白质分子量为61.10 kDa。分析蛋白质结构发现,第27~70个氨基酸为NH区,第137~190个氨基酸为GLA区,第475~497个氨基酸为跨膜区。

图 2 牙鲆tyrp1-38基因序列及其开放阅读框(ORF)预测的氨基酸序列 Figure 2 ORF sequence and deduced amino acid sequence of tyrp1-38 in Japanese flounder
2.2 系统进化树构建

将在NCBI和Ensemble查找到的11种Tyrp1蛋白序列:刺鱼(Gasterosteus aculeatus) Tyrp1a (ENSG ACG00000019503)、青鳉Tyrp1a (ENSORL G000 00 00 4326)、河豚(Fugu rubripes) Tyrp1a (ENSTR UG 00000012615)、斑马鱼Tyrp1a (ENSDARG000000 29 204)、刺鱼Tyrp1b (ENSGACG00000015912)、青鳉Tyrp1b (ENSORLG00000004723)、斑马鱼Tyrp1b (NP_001002749.1)、热带爪蟾(Xenopus tropicalis) Tyrp1 (NP_001016476.1)、鸡(Gallus gallus) Tyrp1 (NP_990376.2)、小鼠(Mus musculus)Tyrp1 (NP_ 112479.1)及人(Homo sapiens) Tyrp1 (NP_000541.1)与牙鲆的Tyrp1-29和Tyrp1-38一起利用MEGA 5.0软件构建蛋白序列系统进化树(图 3),序列号为NP开头的来自于NCBI,以ENS开头的来自于在线软件Ensembl。结果显示,热带爪蟾、鸡、小鼠及人的tyrp1只有一个转录本,牙鲆tyrp1-29基因与硬骨鱼类中刺鱼、青鳉、河豚和斑马鱼的tyrp1a亲缘关系较近,而牙鲆tyrp1-38基因与刺鱼、青鳉和斑马鱼的tyrp1b亲缘关系较近。由此将牙鲆tyrp1-29tyrp1-38分别鉴定为tyrp1atyrp1b基因,NCBI GenBank登录号分别为MF095844和MF095845。

图 3 以NJ法建立的系统进化树 Figure 3 The phylogenetic tree based on NJ method 括号内为蛋白序列在GenBank/Ensembl的登录号(除P. olivaceus外) GenBank/Ensembl numbers of nucleotide sequences are shown in the brackets (except P. olivaceus)
2.3 tyrp1a荧光定量结果

图 4可以看出,tyrp1a的表达量在正常牙鲆的眼中表达量最高,皮肤次之,第三是性腺,在肝脏、脑和脾中也均有表达,在腹部皮肤、背部肌肉、腹部肌肉、鳃、肠、肾和心脏中几乎不表达;tyrp1a的表达量在白化牙鲆的眼中表达量最高,性腺次之,第三是腹部肌肉,在皮肤、鳃和脑中也均有表达,在腹部皮肤、背部肌肉、肝脏、肠、脾、肾和心脏中几乎不表达。

图 4 tyrp1a基因在正常和白化牙鲆不同组织中的表达 Figure 4 Expression of tyrp1a in various tissues of control and albinism of P. olivaceus
2.4 靶基因预测

用Bielefeld BioInformatics Service RNAhybrid软件进行靶基因预测后,得出tyrp1a 3'UTR区的第119~ 126 bp处与mmu-143可能存在靶对应关系(图 5)。

图 5 mmu-143的靶基因预测 Figure 5 Target prediction of mmu-143
2.5 mmu-143荧光定量结果

图 6可以看出,miRNA mmu-143在正常牙鲆的性腺中表达量最高,鳃次之,第三是肠,除了在肝脏中几乎不表达外,其他各组均有表达;mmu-143在白化牙鲆的腹部肌肉中表达量最高,肠次之,第三是性腺,在皮肤、腹部皮肤、鳃、脑、背部肌肉、肝脏、肠、脾、肾和心脏中均有表达。将mmu-143的定量结果与tyrp1a的定量结果比较发现,tyrp1a在正常皮肤中的表达量明显高于白化皮肤,而mmu-143=在白化皮肤中的表达量约为正常皮肤中的2倍,这一结果与之前的高通量测序结果一致。

图 6 mmu-143在正常和白化牙鲆不同组织中的表达 Figure 6 Expressions of mmu-143 in various tissues of control and albinism of P. olivaceus
2.6 双荧光素酶实验结果

MiRNA mmu-143与其预测靶基因tyrp1a的双荧光素酶实验结果如图 7所示。一般情况下,mmu-143 mimics跟阴性对照相比,报告荧光值下调30%及以上,则认为mmu-143 mimics对tyrp1a基因有调控作用。分析该实验双荧光素酶报告基因结果显示,mmu-143 mimic将tyrp1a-WT的报告荧光下调38.2%,对其预测靶位点进行突变后,tyrp1a-MU的报告荧光下调15.2%。该结果表明,tyrp1a很可能是mmu-143的靶基因,mmu-143通过调控tyrp1a基因的表达来影响牙鲆的白化情况。

图 7 双荧光素酶实验结果 Figure 7 The results of dual luciferase experiment 不同的字母代表组间差异显著(P < 0.05) Different letters represented significant difference between groups (P < 0.05)
3 讨论

黑色素主要起到吸收光照和色素沉积的作用,而牙鲆皮肤白化主要是因为缺乏黑色素。黑色素是由酪氨酸酶及相关酶发挥作用合成的,在脊椎动物中,酪氨酸酶基因家族主要由三位成员组成:tyrosinase (tyr)tyrp1tyrp2(Nowak et al, 1997)。Tyrp1被称为酪氨酸酶相关蛋白-1,定位于小鼠brown位点,该基因在真黑素形成中发挥的关键作用已引起研究者们的高度重视(Ito, 2003; Jiménez-Cervantes et al, 1994)。研究发现,Tyrp1是一种由内质网合成的跨膜蛋白,通过高尔基体转运到黑色素体内(Ghanem et al, 2011),其编码蛋白与酪氨酸酶(TYR)编码蛋白同源性高达40%(Jackson et al, 1992),与酪氨酸相关蛋白2 (Tyrp2)共同构成酪氨酸家族来调控体内黑色素合成,并且对黑色素细胞的发育、生存和功能起重要调节作用(Jiménez-Cervantes et al, 1994; Del et al, 1993; Hearing, 1999)。有实验证明,tyrp1突变或缺失会导致狗(Schmutz et al, 2002)、猫(Schmidt-Küntzel et al, 2005)、牛(Berryere et al, 2003)、羊(Gratten et al, 2007)和日本鹌鹑(Nadeau et al, 2007)的毛色变成灰色。已有报道显示,硬骨鱼类中大多存在2种tyrp1的同源基因,即tyrp1atyrp1b(Braasch et al, 20072009)。本研究在牙鲆转录组数据中也发现了tyrp1的2个转录本,分析进一步证实这2个转录本tyrp1-29tyrp1-38分别为tyrp1atyrp1b基因。

Tyrp1a基因在正常和白化牙鲆的有眼侧皮肤、无眼侧皮肤、有眼侧肌肉、无眼侧肌肉、性腺、鳃、脑、肠、眼、心脏、肾脏、脾脏、肝脏这13个组织中的表达情况差异明显。正常和白化牙鲆各组织中tyrp1a表达量最高的是眼组织,且远远高于其他各组织的表达量,这一结果与彩鲤中的表达情况一致(李康乐, 2014),猜测tyrp1a可能参与牙鲆变态过程中眼睛的偏转及骨骼的重塑。定量结果显示,正常牙鲆皮肤中tyrp1a基因的表达量应远高于白化皮肤中的表达量,这与tyrp1a基因能促进黑色素细胞中黑素体的形成相关(崔嘉等, 2009),且与高通量测序结果一致。其次,tyrp1a基因在正常和白化牙鲆的性腺和脑中均有表达,在腹部皮肤、背部肌肉、肠、肾和心脏中几乎不表达。

在哺乳动物和鸟类中已有实验证明,miRNA能通过调控靶基因来控制黑色素的形成,如miR508-3p (Zhang et al, 2017)、miR-21a-5p (Wang et al, 2016)、lpa-miR-nov-66 (Yang et al, 2015)、miR-204 (Apopo et al, 2015)等。MicroRNA-203能通过与驱动蛋白5b相互作用,从而调控黑色素细胞中黑色素转运和酪氨酸酶表达(Noguchi et al, 2014; Zhang et al, 2014)。因此,通过对牙鲆miRNA的表达分析,可以帮助我们去探讨miRNA在基因表达调控中的功能,更好地解释miRNA在牙鲆白化中的分子调控机制。

通过tyrp1a基因与mmu-143的定量结果可以看出,二者在正常和白化牙鲆皮肤、肌肉、性腺、肝、脑和肠中的表达呈一定的反比例关系,例如tyrp1a在正常牙鲆皮肤中的表达量远高于白化皮肤,而mmu-143在白化牙鲆皮肤中的表达量约为正常皮肤中的2.1倍。RNAhybrid软件预测结果显示,可基本确定二者存在靶基因关系,双荧光素酶实验进一步证实了这种负调控关系,说明mmu-143是通过调控tyrp1a基因的表达来影响牙鲆白化发生的。

本研究成功鉴定出牙鲆存在2种tyrp1基因,tyrp1atyrp1b基因,定量结果显示,tyrp1a在正常牙鲆皮肤中的表达量显著高于白化皮肤中的表达量,与mmu-143在正常和白化皮肤中的表达量刚好相反,均与高通量测序结果一致。双荧光素酶实验结果证明tyrp1a与mmu-143存在靶基因互作关系。这一结果丰富了对牙鲆白化分子机制的认识。

参考文献
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