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表观遗传学是指研究不改变DNA序列而基因表达发生可遗传改变的学科,非编码RNA是表观遗传学研究的重要内容之一,而micro RNA(miRNA)是非编码RNA的重要组成部分,与基因的表达调控密切相关。miRNA是长度在22 nt左右的小非编码RNA,占脊椎动物基因的1-3%。miRNA通过与靶m RNA碱基互补配对,在转录后水平调控基因表达,导致m RNA降解,从而阻断翻译。miRNA在细胞内的许多稳态过程和病理状态中调节基因表达,参与生物多种生命活动,其功能障碍与许多疾病相关。miRNA的产生过程需要多种蛋白和蛋白复合体的参与,其中参与miRNA剪切与转运的Drosha、Dicer和Exportin5(Xpo5)是miRNA能合成并行使其生物功能的关键蛋白质。虽然Drosha、Dicer和Xpo5已被报道广泛存在于脊椎动物中,但其表达模式,特别是在性腺中的表达模式尚不清楚。本研究鉴定了脊椎动物Drosha、Dicer和Xpo5并分析了其表达模式。此外,实验室前期通过对尼罗罗非鱼性腺miRNA测序,发现miR-133b在卵巢发育早期高表达。miR-133b隶属于miR-133家族,目前对其的研究主要集中在模式动物肌肉分化以及肿瘤发生上,仅有的报道表明小鼠miR-133b通过靶向调控foxl2进而影响雌激素合成,然而其在鱼类性腺中的作用还尚不清楚。本研究在罗非鱼中分离了mir-133b全序列,从系统演化的角度揭示了miR-133b是无脊椎动物和脊椎动物共有的,序列高度保守;通过Real-time PCR和原位杂交检测了miR-133b在罗非鱼不同组织、不同发育时期的胚胎和卵巢中的表达模式;通过生物信息学方法预测获得miR-133b靶基因并在体外进行双荧光素酶报告基因系统验证;最后利用miR-133b的抑制剂和激动剂进行在体实验,分析了处理鱼性腺形态、基因表达及血清雌激素水平。主要研究结果如下:1)本研究在尼罗罗非鱼基因组中鉴定了参与miRNA剪切及转运的关键酶drosha、dicer、xpo5的编码序列,通过对罗非鱼组织转录组数据分析三个基因都在性腺的表达最高,其次是脑。罗非鱼不同发育时期性腺转录组结果表明三个基因是在90和180 dah的卵巢或精巢表达最高,其中drosha在卵巢高表达,而dicer与xpo5在精巢高表达。原位杂交结果发现drosha、dicer、xpo5在罗非鱼性腺的生殖细胞和体细胞表达。2)对脊椎动物和无脊椎动物mir-133b前体序列分析发现其成熟序列miR-133b-3p比miR-133b-5p更为保守,共线性分析表明四足类和鱼类mir-133b临近基因排列顺序发生改变。Real-time PCR检测结果表明在罗非鱼胚胎期甚至未受精的卵子中都能检测到miR-133b的表达,并在罗非鱼卵巢发育早期高表达。原位杂交结果表明miR-133b表达于罗非鱼卵巢的生殖细胞和体细胞。因此,miR-133b可能是一个母源性miRNA,在序列以及进化上保守,可能参与罗非鱼卵子发生。3)生物信息学方法预测结果表明tagln2是miR-133b靶基因,并通过双荧光素酶报告载体实验加以验证,结果表明tagln2是罗非鱼miR-133b的直接靶基因。通过对哺乳动物和鱼类tagln2的3’UTR上miR-133b结合位点的保守性分析发现在哺乳动物和硬骨鱼中tagln2都有miR-133b保守的结合位点。原位杂交临近切片结果显示miR-133b及其靶基因tagln2在罗非鱼卵巢表达的细胞类型一致,表明miR-133b可能通过调控tagln2的表达参与罗非鱼卵子发生过程。从孵化后3天开始,利用miR-133b的抑制剂antagomir显微注射雌鱼腹腔,每隔8天一次,共注射6次。结果显示与对照组相比antagomir-133b处理组卵巢切片中没有Ⅰ、Ⅱ时相卵母细胞,tagln2、foxl2、cyp19a1a表达显著升高,且血清中雌二醇(E2)水平也显著升高。与此一致的是,用miR-133b激动剂agomir-133b对2月龄雌鱼连续注射6天后发现处理组血清中E2水平显著低于对照组,处理组tagln2、foxl2和cyp19a1a的相对表达水平也显著降低。因此,miR-133b在罗非鱼卵子发生和卵巢发育过程具有重要调控作用。综上所述,本研究首次在罗非鱼中分离鉴定了参与miRNA剪切与转运的基因drosha、dicer、xpo5,发现这些基因都在性腺高表达。此外,本研究发现miR-133b可能通过调控其靶基因tagln2参与罗非鱼卵子发生,miR-133b上调或下调均可影响罗非鱼雌激素的合成和卵巢发育,为研究miRNA在卵子发生中的作用奠定了基础。