延边黄牛和韩延牛血液外胞体中miRNA的差异表达分析

摘要

外胞体(Exosome)中的miRNA具有调控动物生长的功能，miRNA(microRNA)是一类长度约为22 nt的非编码的小分子RNA，其可通过靶向降解mRNA或抑制蛋白的翻译在动物生长发育过程中发挥着重要的作用。本试验为进一步探讨Exosome中miRNA对延边黄牛生长发育的调控机制，从延边黄牛和韩延牛血液Exosome中分离miRNA，通过RNASEQ测序和生物信息学技术分析延边黄牛及韩延牛血液Exosome中miRNA的表达特点。试验结果如下:
　　1、对延边黄牛和韩延牛的血液Exosome中的总RNA进行提取并进行纯度和质量检测。结果显示，获得的总RNA主要为RNA为5S，表明获得的总RNA样品完整性较好。在260nm和280nm下的OD值为1.8-2.2，说明所提取的RNA质量较好，无其他杂质，符合试验要求可用于后续分析。
　　2、分别对延边黄牛与韩延牛的血液Exosome中的小RNA进行测序，结果表明，延边黄牛血液Exosome的小RNA文库共获得18551862条原始序列;韩延牛血液Exosome的小RNA文库共获得17203718条原始序列，碱基错误率较低，测序质量较高。原始序列数据过滤结果表明，在延边黄牛血液Exosome中的cleanreads所占的比例为93.09％;韩延牛血液Exosome中clean reads所占比例为82.74％。检测质量＞80％，符合测序要求。
　　3、对延边黄牛与韩延牛的血液Exosome中小RNA样品的纯净序列进行了核苷酸长度统计分析。结果表明，延边黄牛和韩延牛血液Exosome中小RNA序列长度主要分布在17-30 nt。
　　4、miRNA的鉴定结果表明，延边黄牛血液Exosome中已知miRNA为912条，新发现的miRNA为115条;韩延牛血液Exosome中已知miRNA为905条，新发现的miRNA为317条。新miRNA预测结果表明，在两个品种中一共检测到187个新miRNA，其中延边黄牛中有41个新miRNA，韩延牛中有146个新miRNA。
　　5、miRNA差异表达分析结果表明，在延边黄牛和韩延牛中获得差异表达miRNA有524个，其中上调表达的271个，下调表达的253个。已知miRNA382个，新miRNA142个。
　　6、差异表达miRNA的靶基因结果表明，在两个品种牛中共预测到52348个靶基因。GO富集分析可知，这些靶基因被富集到3473条生物学过程，394条细胞组分以及879条分子功能。KEGG分析可知，这些预测得到的miRNA的靶基因总共被注释到326条信号通路中，最显著富集的通路为mTOR信号传导通路。
　　综上所述，我们获得了在韩延牛和延边黄牛血液Exosome中差异表达的miRNA种类，并对差异表达miRNA的靶基因进行了预测分析及GO和KEGG分析，为下一步将选取关键差异表达miRNA研究相关miRNA如何通过关键信号通路调控延边黄牛和韩延牛生长发育调控的，从而在分子水平上探讨影响边黄牛和韩延牛生长发育差异的机制提供了试验基础。

目录

声明

摘要

前言

1 miRNA概述

1．1 miRNA的发现

1．2 miRNA的生物合成

1．3 miRNA的特点

1．4 miRNA的生物学功能

1．5 miRNA的作用机制

2 外胞体概述

2．1 外胞体的发现

2．2 外胞体的生物合成

2．3 外胞体的功能

2．4 外胞体的分离与鉴定

3 研究的目的与意义

1．3 主要仪器设备

1．4 主要数据库及生物软件

2 方法

2．1 延边黄牛和韩延牛血液Exosome的提取

2．2 RNA质量检测

2．3 miRNA的高通量测序

2．4 小RNA的测序reads注释

2．5 miRNA差异表达水平分析

2．6 miRNA的靶基因预测

2．7 miRNA的层次聚类分析

2．8 miRNA靶基因的GO与KEGG分析

结果

1 总RNA的质量检测

2 miRNA测序结果

2．1 测序数据质量

2．2 小RNA长度分布

2．3 小RNA分类注释与miRNA的鉴定

2．4 小RNA的预测

2．5 miRNA表达定量

2．6 miRNA靶基因预测

2．7 差异表达miRNA的筛选

2．8 差异表达小RNA层次聚类

2．9 差异表达miRNA的靶基因预测

2．10 差异表达miRNA的靶基因GO显著性富集分析

2．11 差异miRNA的靶基因Pathway显著性富集分析

讨论

2 miRNA测序质量与RNA-seq整体评估

3 靶基因预测分析

4 差异表达miRNA靶基因的GO富集和KEGG通路分析

结论

参考文献

致谢

作者简介