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MicroRNA是一类内源非编码小分子RNA,在真核生物中起着转录后调控的重要作用。目前,新一代测序技术凭借高通量低成本的优势,已在生物学以及医学领域得到了广泛的应用。在本研究中,我们利用SOLiD高通量测序仪对黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)和拟果蝇(Drosophila simulans)雌雄个体头部组织的miRNA以及转录本的表达进行了深度测序,旨在揭示不同果蝇物种以及雌雄个体间miRNA与靶基因的相互关系,进而探讨miRNA在物种进化以及性别分化中的作用。
我们对D.melanogaster和D.simμlans雌雄个体的头部组织分别进行了miRNA深度测序,并引入了Barcode技术以降低测序成本。4个小分子RNA文库共产生约28,000,000条序列,其中有3,728,904条序列是可以比对到基因组的,有2,780,467条序列是已知HmiRNA,可以覆盖果蝇miRNA组约3000倍。我们将得到的序列分别进行了注释,并预测了47个未见报道的miRNA。通过保守性分析发现,多数新的miRNA在序列上并非物种特有,然而在不同物种中的表达差异却很大。相反,已知miRNA在物种和性别之间的表达差异则相对较小。
在转录本研究中,我们选择了D.melanogaster和D.simulans的雄性果蝇头部组织以及D.simulans的雌性果蝇头部进行测序研究。3个文库共得到大约100,000,000条序列,其中有58,329,773条序列可以比对到基因组,大约覆盖果蝇转录组的20倍。我们对RNA-seq技术进行了评价,发现不同Barcode之间的差异基本不会影响到基因表达的比较,同时基因不同区域的平均reads数目也趋于相等。然而对于单个基因来说,reads的分布并不均匀,这可能与基因本身放入碱基组成有关。我们对不同物种,不同性别的基因表达情况进行了比较,发现分别有39%和27%的基因在物种和性别中表现出1.5倍以上的差异,但是miRNA靶基因在物种以及性别之间的差异相比于转录本总体来说却不明显。同时我们也发现,靶基因中含有越多的保守位点,这种表达差异越小,而且表达稳定性似乎与miRNA本身的表达量并没有关系。进一步研究表明,miRNA的表达差异与靶基因的表达差异之间并没有明显的相关性,暗示这些miRNA可能通过转录后调控稳定基因表达,起到缓冲的作用。