IJBM:安徽农大张运海和曹祖兵教授团队在环状RNA调控动物生殖领域取得进展

文摘   2024-06-16 17:10   内蒙古  

近日,International Journal of Biological Macromolecules表题为CircHIRA sponges miR-196b-5p to promote porcine early embryonic development的研究论文,发现由HIRA转录本生成的circHIRA 通过海绵吸附miR-196b-5p调控猪着床前胚胎发育的机制。

早期胚胎发育是生殖领域中的重要发育事件。哺乳动物胚胎发育起始于受精卵,受精卵在输卵管向子宫移行过程中伴随着胚胎细胞分裂增殖、桑椹胚致密化和囊胚形成等形态学变化,在分子水平上也发生着一系列精细的改变,如:卵母细胞库 RNA 降解和胚胎基因组转录激活等事件。环状RNAcircRNA)是一类在真核生物中广泛存在的非编码RNA分子,因其特殊的环状结构和多样的生物功能而备受关注。在哺乳动物中,circRNA 参与调控精子发生、细胞重编程、干细胞多能性维持等生物学过程。近年来,尽管在小鼠和人类的卵母细胞及早期胚胎中鉴定了大量的 circRNAs,但 circRNA 在卵母细胞成熟以及早期胚胎发育过程中具体的功能和调控机制仍有待阐明。

为此,研究团队以卵母细胞、卵丘细胞和早期胚胎为材料,通过比较分析人、小鼠早期胚胎中 circRNA 测序数据与猪卵子中的 circRNA 测序数据,得出 538 个三者共同表达的 circRNA 源头基因。其中,组蛋白伴侣 HIRA 对于胚胎早期发育具有重要的调控作用,但关于 HIRA 及其circRNA 在哺乳动物胚胎发育中的功能和机制仍然是未解之谜。

CircHIRA是由 HIRA 基因的第 14 和 15 号外显子通过反向拼接形成。通过对 circHIRA 的反向拼接序列进行测序和 RNase R 酶切试验,验证了 circHIRA 是真实的环状 RNA。利用 RT-qPCR 分别检测了 HIRA mRNA 和 circHIRA 在猪早期胚胎中的表达,结果显示,HIRA mRNA 和 circHIRA的表达量在 4-细胞胚胎之前没有显著变化,但 8-细胞至囊胚时期其表达量显著升高。


进一步通过 RNA 干扰技术研究 circHIRA 在猪早期胚胎发育中的功能,注射siRNA 显著降低 8-细胞和囊胚中 circHIRA 的表达,但对同时期胚胎的 HIRA mRNA 表达量没有影响。敲低circHIRA 能够显著降低 8-细胞至囊胚阶段的胚胎发育效率,并损伤囊胚的质量。利用网络数据库预测并结合基因表达发现敲低 circHIRA 造成猪早期胚胎中 miR-196b-5p 表达量显著升高。联合注射circHIRA siRNA 和 miR-196b-5p 抑制剂发现降低 miR-196b-5p 的表达水平能够部分挽救由敲低 circHIRA 对猪早期胚胎发育效率造成的不利影响。

综上所述,circHIRA 在猪胚胎早期发育中呈现动态表达,并能够通过抑制miR-196b-5p 表达调控猪胚胎早期发育。
原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0141813024032562?via%3Dihub


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