文章导读

2023年，来自广西海洋科学院 (广西红树林研究中心) 廖馨博士团队与来自洛阳理工学院刘云卿博士团队在 Biology 期刊上共同合作发表了文章，该研究探索了红树林底栖动物红树蚬 (Geloina erosa) 的不同组织 (鳃、肝胰腺和肌肉) 中microRNA (miRNA) 的表达情况及其在基因调控中的潜在作用。揭示了红树蚬不同组织中 miRNA 的特异性表达模式在免疫反应、代谢和环境适应等生物学过程中的潜在调控作用，为进一步阐明其分子调控机制奠定了基础。

红树蚬

引言

通过 miRNA 测序，共鉴定出1412个 miRNA，包括1047个已知 miRNA 和365个新预测的miRNA。这些 miRNA 在不同组织中表现出明显的特异性表达模式。同时预测了7404个潜在的 miRNA 靶基因，约占所有与 miRNA 相关的33%的转录本。研究探究了不同样本之间的相关性和表达值的密度分布，其中S1–S3代表鳃，S4–S6代表肝胰脏，S7–S9代表肌肉。

样本相关性图和样本表达值密度分布

然后，作者团队为了研究组织特异性的 miRNA 调控网络，在特定组织 (鳃、肝胰脏和肌肉) 中过表达上调的 miRNAs，同时下调其对应的预测靶标的表达。研究目标集中在两个假阳性发现率均小于0.05的情况下。进一步对关键预测靶标的分子功能差异进行了详细分析。

特定组织差异表达图

作者团队为了细致了解不同组织中的 miRNAs 及其预测靶基因所表现出的特定调控功能，使用了富集分析的方法。研究结果显示：在鳃中，miRNAs 主要调控与免疫相关的基因、物质运输和细胞骨架组织。在肝胰腺中，miRNAs 抑制与贝壳形成相关的基因，并在细胞运动活动和代谢中发挥作用。在肌肉中，miRNAs 参与代谢和光感受过程，以及免疫调节。

肌肉和肝胰腺富集分析图像。

黑色模块和鳃富集分析图像

为了更进一步探究他们之间的关联，揭示不同模块与特定组织性状间的显著相关关系，以及 miRNA 和靶基因在这些模块内的聚集和富集特征。作者团队使用共表达网络分析方法，将三种组织 (鳃、肝胰腺和肌肉) 视为三种性状，进行了模块与性状间的相关性分析。发现9个模块与特定组织 (鳃、肝胰腺或肌肉) 显著相关。与鳃显著正相关的模块包括品红色、粉红色和蓝色模块，其中蓝色模块与鳃的相关性最显著(r=0.83，p值=0.006)。与肝胰腺显著正相关的模块包括红色、黑色、绿色和黄色模块，其中黑色模块与肝胰腺的相关性最显著 (r=0.78， p值=0.01)。与肌肉显著正相关的模块包括紫色和灰色模块，其中紫色模块与肌肉的相关性最显著 (r=0.83，p值=0.006)。模块聚类分析发现，与特定组织相关的模块往往彼此聚集在一起 (图B)。miRNA 聚类热图 (图C) 显示，在 miRNA 模块内部有较高的相关性，而不同模块之间的相关性较低。

模块性状关联图

研究总结

红树蚬是红树林生态系统的重要组成部分。这项研究中，作者团队聚焦于红树蚬的 miRNA 研究，阐明了 miRNA 的组织特异性表达模式及其对基因调控的影响。在未来，作者团队还会通过实验验证关键 miRNAs 及其靶基因的功能，进一步确认它们在不同组织中的具体生物学作用。同时继续研究 miRNAs 在不同环境压力下的表达变化，探讨其在环境适应中的具体机制，然后构建更为详细的基因调控网络，揭示 miRNAs 与其靶基因之间的复杂相互作用。将红树蚬的 miRNA 表达与其他物种进行比较，探讨其保守性和特异性，为进化生物学研究提供线索。这项研究不仅为理解红树蚬的分子调控机制提供了基础数据，也为未来的功能研究和应用开发奠定了基础。

原文出自 Biology 期刊

Liu, Y.; Dong, Z.; Chen, K.; Yang, M.; Shi, N.; Liao, X. microRNA-mRNA Analysis Reveals Tissue-Specific Regulation of microRNA in Mangrove Clam (Geloina erosa). Biology 2023, 12, 1510.

DOI: 10.3390/biology12121510

Biology 期刊介绍

期刊主要涵盖细胞生物学、发育生物学、进化生物学、生物化学与分子生物学、微生物学等所有生物领域。

2023 Impact Factor: 3.6

2023 CiteScore: 5.7