家蠶BmAGO2蛋白結(jié)合RNA的研究.pdf

1、Argonaute(AGO)蛋白免疫沉淀法分離和鑒定miRNA靶基因已成為miRNA靶基因的規(guī)模化鑒定的重要方法。AGO蛋白是RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體(RNA-inducedsilencingcomplex，RISC)的核心催化元件，能夠與小RNA結(jié)合并且在小RNA的指導(dǎo)下結(jié)合靶基因，進(jìn)一步剪切或抑制靶基因的表達(dá)。前期研究我們通過(guò)免疫共沉淀方法分離了BmAGO2結(jié)合RNA中50nt以下的小RNA，高通量測(cè)序獲得大量不同類(lèi)型的小RNA，包括m

2、iRNA、piRNA、TE-siRNA和未注釋小RNA等。這些小RNA可能通過(guò)結(jié)合BmAGO2蛋白形成類(lèi)似miRISC復(fù)合體后結(jié)合靶基因mRNA。因此，本研究通過(guò)免疫共沉淀和高通量測(cè)序方法解析和鑒定了BmAGO2結(jié)合的小RNA潛在靶基因mRNA，為家蠶中BmAGO2結(jié)合的小RNA功能研究打下基礎(chǔ)。
　　利用重組病毒iel-vbacmid-BmAGO2感染BmN細(xì)胞表達(dá)BmAGO2蛋白后，通過(guò)免疫共沉淀方法分離BmAGO2及其結(jié)合的

3、RNA。將長(zhǎng)度大于200nt的RNA進(jìn)行高通量測(cè)序，測(cè)序共獲得11，528，900條reads。進(jìn)一步分析高通量測(cè)序結(jié)果獲得BmAGO2蛋白結(jié)合RNA中mRNA有851條，轉(zhuǎn)座子(Transposableelements，TEs)有1，694條。BmAGO2蛋白結(jié)合mRNA的GO富集性分析結(jié)果顯示，這些mRNA主要參與家蠶細(xì)胞的結(jié)構(gòu)組成和細(xì)胞發(fā)育，分化過(guò)程?；贐mAGO2結(jié)合的miRNA和mRNA，通過(guò)miRanda和RNAhybri

4、d軟件進(jìn)行了miRNA靶標(biāo)分析，預(yù)測(cè)了大量miRNA靶基因的結(jié)合位點(diǎn)，進(jìn)一步證實(shí)一個(gè)miRNA對(duì)應(yīng)多個(gè)靶mRNA，同時(shí)一個(gè)mRNA也可能受多個(gè)miRNA調(diào)控的miRNA調(diào)控通路的特征。對(duì)BmAGO2蛋白結(jié)合未注釋的siRNA和其潛在的降解靶基因mRNA的研究發(fā)現(xiàn)，共有115條BmAGO2結(jié)合的mRNA存在匹配的BmAGO2結(jié)合siRNA，表明侵染桿狀病毒的家蠶mRNA的基因表達(dá)可能受siRNA通路的調(diào)控
　　BmAGO2結(jié)合小RN

5、A中存在大量TE來(lái)源小RNA，將BmAGO2結(jié)合的豐度大于等于50的TEs與這些TE-siRNA進(jìn)行匹配對(duì)比，發(fā)現(xiàn)其中有112條TEs能找到其匹配的BmAGO2結(jié)合小RNA，且這些小RNA與匹配TE反向互補(bǔ)，推測(cè)這些小RNA可能通過(guò)與BmAGO2蛋白結(jié)合形成RISC來(lái)抑制轉(zhuǎn)座子的表達(dá)水平，調(diào)控轉(zhuǎn)座子的活性，進(jìn)一步維持基因組的穩(wěn)定性。BmAGO2結(jié)合的bm1645轉(zhuǎn)座子豐度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它結(jié)合的TEs，而且其來(lái)源的小RNA豐度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它T

6、Es來(lái)源的小RNA，表明bm1645轉(zhuǎn)座子是TE來(lái)源小RNA的“生產(chǎn)基地”。bm1645產(chǎn)生小RNA的區(qū)域并不是隨機(jī)分布，而是分布在5個(gè)主要的區(qū)域。其具體功能機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。
　　我們隨機(jī)選擇了5個(gè)表達(dá)豐度較高的TEs:Aquila，BmpiggyBac-MER85，bm1456，bm1645和bm1866。利用重組質(zhì)粒pIEx-1-BmAGO2在BmN細(xì)胞中過(guò)表達(dá)BmAGO2蛋白，經(jīng)過(guò)qRT-PCR檢測(cè)顯示，Aquila和

7、bm1456的轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)，BmpiggyBac-MER85，bm1645和bm1866下調(diào)。同時(shí)，通過(guò)RNAi的方法分別下調(diào)BmN細(xì)胞中BmAGO2，BmAGO3和BmSIWI轉(zhuǎn)錄水平，經(jīng)過(guò)qRT-PCR檢測(cè)顯示，5個(gè)TEs的轉(zhuǎn)錄水平均有不同程度的上調(diào)。AGO蛋白作為RISC的關(guān)鍵組分，其表達(dá)量的降低會(huì)影響RISC活性。進(jìn)一步證實(shí)BmAGO2可能通過(guò)與TE-siRNA結(jié)合，形成類(lèi)似RISC的復(fù)合體，從而調(diào)控TEs的活性。而B(niǎo)mAGO3