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豬體內食物源性mRNA基因的調控

來自 植物智 的圖片

中文名:豬體內食物源性植物 microRNA對內源靶mRNA基因的調控 項目類別:面上項目 依託單位:四川農業大學 項目負責人:李明洲

《豬體內食物源性植物microRNA對內源靶mRNA基因的調控》是李明洲為項目負責人，四川農業大學為依託單位的面上項目。

豬體內食物源性植物microRNA對內源靶mRNA基因的調控項目摘要

2011年9月至今, miRNA在動植物間的跨界傳遞 --食物來源的植物miRNA能夠通過哺乳動物的消化器官進入血液循環系統, 進而跨物種地調控動物自身基因的表達, 已然成為一個存在較大爭議的科學發現。

本課題針對這一前沿熱點科學命題, 提出一系列有趣而迷人的生物學假設, 進行全面深入的探索性研究。旨在鑑定豬體內食物源性植物miRNA的種類, 解析其可能的吸收方式、運輸途徑和富集規律, 明確其對內源靶mRNA基因的表達調控機制, 分析其對豬表型性狀的影響類型和程度, 並探索性分析植物miRNA能否藉助於外泌體實現在母豬和胎兒之間的傳遞。

其結果將為進一步揭示物種間miRNA的傳遞機制和靶向基因表達調控提供新證據, 鑑定出的植物miRNA及其豬靶mRNA基因, 將為深刻理解豬經濟性狀的分子調控機制提供新思路和視野, 並有望在相關領域產生重要影響。

豬體內食物源性植物microRNA對內源靶mRNA基因的調控結題摘要

近年來，越來越多的研究發現某些植物miRNA具有抑制流感病毒、抑制乳腺癌的生長及參與調節蜜蜂發育等生物學功能。這些研究結果拓展了我們對動植物間的「跨界」交流的認知。

但人們對食物來源的植物miRNA的吸收規律、分布特點及其潛在的生物學功能的認識還十分有限。豬作為重要的農業經濟動物，其飼料含有高比例植物性成分，並且具有與人類相似的消化系統結構、代謝特徵、心血管系統以及器官大小，使其成為理想的人類醫學模型。

本項目主要以豬為動物模型研究植物miRNA的吸收規律、組織分布特點及其潛在的生物學功能。首先採用高通量測序技術從玉米果實和大豆等11種可食用植物的微囊泡中分別鑑定124和445個植物miRNA，篩選出18個具有代表性玉米miRNA用於後續研究。

對玉米進行高溫高壓處理，miRNA定量分析證實植物miRNA在體外的穩定性。給豬飼餵新鮮玉米後檢測豬各種組織器官和體液中的玉米miRNA，本項目揭示了18種玉米miRNA在豬12種組織，5種玉米miRNA在豬胎兒的2種體液和7種組織中的分布規律。

通過高碘酸氧化實驗和TA克隆測序的方法進一步驗證豬體內存在的植物miRNA。採用翻轉腸囊實驗方法在離體條件下研究腸道對植物miRNA的吸收特點，結合豬採食新鮮玉米和灌餵人工合成的植物miRNA後其血液中植物miRNA的定量結果，從離體和在體兩個水平揭示植物miRNA的吸收規律。

為進一步鑑定這些植物miRNA的潛在功能，我們針對植物中具有代表性、高豐度的miRNA以及豬體內食物源性植物miRNA，使用target Scan等軟件預測其在動物體內的潛在靶基因，靶基因功能富集結果顯示這些潛在靶基因主要涉及免疫、生長發育和疾病等過程。

針對篩選出的具有潛在研究價值的miRNA及其靶基因，我們通過雙熒光素酶報告基因系統和MirTrap免疫共沉澱系統明確了zma-miR164a-5p、miR-168c、miR-8155與其靶基因之間的靶標關係和作用位點。

上述結果證實了食源植物miRNA能夠通過消化道進入豬體內，並且這些進入體內的植物miRNA具有潛在的調節豬內源靶基因的功能，這些發現為進一步揭示植物miRNA跨物種的傳遞機制和靶向基因表達調控提供了新證據。