论文摘要
MicroRNAs（miRNAs）是近几年在真核生物和少数病毒中发现的一类具有重要调控作用的非编码单链小分子RNA。它们通过与靶基因mRNA的3端非翻译区互补作用对靶基因进行转录后调控。本论文运用生物信息学方法对家蚕miRNA进行了预测,先后在6倍和9倍基因组上共找到120条microRNA候选基因,系统地总结了家蚕miRNA基因组分布规律和它们的分子特点。MiRNAs分布在基因组的多个位点,超过三分之二的miRNAs是位于基因间区,其余的分布在内含子或基因的外显子上。一些miRNAs在家蚕中存在着旁系同源的多序列形式,如bmo-let-7,bmo-miR-2,bmo-miR-9,bmo-miR-10,bmo-miR-92,bmo-miR-228都有两条以上的同源序列。而且,bmo-mir-2a-1,bmo-mir-2a-2和bmo-mir-13a在基因组上还可形成“簇”。通过同源分析并经实验证实的miRNAs中,23条是广泛存在于无脊椎动物和脊椎动物中,而另外19条只存在于昆虫纲的近源物种中。运用基因芯片和Northern杂交技术对首次预测出的46条miRNAs和果蝇、线虫等生物的部分miRNAs在家蚕中进行了检测,近80条miRNAs被证实。通过对家蚕发育过程跟踪调查,揭示了它们在家蚕生活周期中的表达节律性,发现了家蚕miRNAs共表达和差异表达共存的现象。在胚胎时期,大部分miRNAs集中在第3天、6在和9天“成群”表达。通过Northern杂交实验,在家蚕胚胎时期找到了一些miRNAs（如bmo-let-7）不同大小的前体。在幼蚕阶段,约三分之二的miRNAs,其表达水平随着眠期与龄期的更替而呈现出节律性的变化。从家蚕一生来看,它们表达量与蜕皮激素滴度有比较一致的“波动”性。即使bmo-miR-34b和bmo-miR-275有不同的表达模式,它们在蜕皮激素滴度变化的大多数“转折”点也有明显一致的起伏现象。在雌蚕和雄蚕的蛹期变态过程中,约20条miRNA一直高量表达,但是大部分miRNAs在化蛹第3天却进入表达的低谷,从第4开始表达量急剧上升;在长达近9天的蛹变态过程中,bmo-miR-275表达量明显下调,而bmo-miR-29却逐渐上升,表现出完全相反的变化趋势。有60条miRNAs在蜕皮前后、吐丝前后、化蛹前后、化蛾前后、产卵前后以及受精前后或升或降,有不同程度的差异。通过对五龄3天雌雄家蚕的不同组织进行研究,揭示了miRNA的空间分布规律,发现了miRNAs表达的性别差异和组织差异性。对凋亡中的丝腺、中肠等组织进行跟踪研究,揭示了miRNAs在组织凋亡和转化过程中的动态表达模式。通过对不同细胞系进行激素诱导,探索了miRNAs激素应答规律。最后,通过对五龄3天的雌全蚕和雌蚕丝腺的小RNA进行测序,一共测出了347条miRNAs,进一步确证了家蚕中miRNA分子大小,还找到了近200条新的序列。结合实验结果,本论文还通过挖掘大量文献对家蚕发育变态、蜕皮、吐丝、化蛹、化蛾、受精、产卵、性别差异以及组织分化和细胞凋亡等生物学现象的分子机制进行了深入分析,为洞悉家蚕发育变态、性别分化、组织凋亡等生命现象的分子机制和深入研究miRNA的功能提供了新线索。