文章導讀

2023年，來自廣西海洋科學院 (廣西紅樹林研究中心) 廖馨博士團隊與來自洛陽理工學院劉云卿博士團隊在 Biology 期刊上共同合作發表了文章，該研究探索了紅樹林底棲動物紅樹蜆 (Geloina erosa) 的不同組織 (鰓、肝胰腺和肌肉) 中microRNA (miRNA) 的表達情況及其在基因調控中的潛在作用。揭示了紅樹蜆不同組織中 miRNA 的特異性表達模式在免疫反應、代謝和環境適應等生物學過程中的潛在調控作用，為進一步闡明其分子調控機制奠定了基礎。

紅樹蜆

引言

通過 miRNA 測序，共鑒定出1412個 miRNA，包括1047個已知 miRNA 和365個新預測的miRNA。這些 miRNA 在不同組織中表現出明顯的特異性表達模式。同時預測了7404個潛在的 miRNA 靶基因，約占所有與 miRNA 相關的33%的轉錄本。研究探究了不同樣本之間的相關性和表達值的密度分布，其中S1–S3代表鰓，S4–S6代表肝胰臟，S7–S9代表肌肉。

樣本相關性圖和樣本表達值密度分布

然后，作者團隊為了研究組織特異性的 miRNA 調控網絡，在特定組織 (鰓、肝胰臟和肌肉) 中過表達上調的 miRNAs，同時下調其對應的預測靶標的表達。研究目標集中在兩個假陽性發現率均小于0.05的情況下。進一步對關鍵預測靶標的分子功能差異進行了詳細分析。

特定組織差異表達圖

作者團隊為了細致了解不同組織中的 miRNAs 及其預測靶基因所表現出的特定調控功能，使用了富集分析的方法。研究結果顯示：在鰓中，miRNAs 主要調控與免疫相關的基因、物質運輸和細胞骨架組織。在肝胰腺中，miRNAs 抑制與貝殼形成相關的基因，并在細胞運動活動和代謝中發揮作用。在肌肉中，miRNAs 參與代謝和光感受過程，以及免疫調節。

肌肉和肝胰腺富集分析圖像。

黑色模塊和鰓富集分析圖像

為了更進一步探究他們之間的關聯，揭示不同模塊與特定組織性狀間的顯著相關關系，以及 miRNA 和靶基因在這些模塊內的聚集和富集特征。作者團隊使用共表達網絡分析方法，將三種組織 (鰓、肝胰腺和肌肉) 視為三種性狀，進行了模塊與性狀間的相關性分析。發現9個模塊與特定組織 (鰓、肝胰腺或肌肉) 顯著相關。與鰓顯著正相關的模塊包括品紅色、粉紅色和藍色模塊，其中藍色模塊與鰓的相關性最顯著(r=0.83，p值=0.006)。與肝胰腺顯著正相關的模塊包括紅色、黑色、綠色和黃色模塊，其中黑色模塊與肝胰腺的相關性最顯著 (r=0.78， p值=0.01)。與肌肉顯著正相關的模塊包括紫色和灰色模塊，其中紫色模塊與肌肉的相關性最顯著 (r=0.83，p值=0.006)。模塊聚類分析發現，與特定組織相關的模塊往往彼此聚集在一起 (圖B)。miRNA 聚類熱圖 (圖C) 顯示，在 miRNA 模塊內部有較高的相關性，而不同模塊之間的相關性較低。

模塊性狀關聯圖

研究總結

紅樹蜆是紅樹林生態系統的重要組成部分。這項研究中，作者團隊聚焦于紅樹蜆的 miRNA 研究，闡明了 miRNA 的組織特異性表達模式及其對基因調控的影響。在未來，作者團隊還會通過實驗驗證關鍵 miRNAs 及其靶基因的功能，進一步確認它們在不同組織中的具體生物學作用。同時繼續研究 miRNAs 在不同環境壓力下的表達變化，探討其在環境適應中的具體機制，然后構建更為詳細的基因調控網絡，揭示 miRNAs 與其靶基因之間的復雜相互作用。將紅樹蜆的 miRNA 表達與其他物種進行比較，探討其保守性和特異性，為進化生物學研究提供線索。這項研究不僅為理解紅樹蜆的分子調控機制提供了基礎數據，也為未來的功能研究和應用開發奠定了基礎。

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 期刊介紹

期刊主要涵蓋細胞生物學、發育生物學、進化生物學、生物化學與分子生物學、微生物學等所有生物領域。

2023 Impact Factor: 3.6

2023 CiteScore: 5.7