哺乳动物中miRNA抑制作用的分子机制及调控网络的演化规律

批准号:
31571333
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
陆剑
依托单位:
学科分类:
C0602.基因表达及非编码序列调控
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
罗俊杰、罗诗琦、何峰、刘晓枫、张琪、王奕蓉、窦圣乾、张宏
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中文摘要
miRNA参与调控许多生命过程,具有重要的生物学功能。本研究将利用整合基因组学方法探讨miRNA生物学的一些未知基本问题:1) miRNA对靶mRNA识别的一般规律;2) miRNA对靶基因抑制作用的分子机制;3) miRNA和靶mRNA结合的演化规律以及自然选择的作用机制;4) miRNA调控对物种转录组及翻译组演化的内在驱动作用;5) miRNA调控系统变异对人类适应性演化和疾病发生的影响。本研究将整合miRNA靶基因多种预测算法,结合演化生物学分析和功能基因组学研究,以哺乳动物细胞系为实验对象,结合CRISPR/Cas9、miRNA-Seq、mRNA-Seq和Ribo-Seq等最新发展出的组学技术,在系统生物学的层面上探究哺乳动物中miRNA抑制作用的分子机制及miRNA调控网络的演化规律。研究结果有助于深入理解自然选择在生命过程中的作用,为人类演化和疾病的发生机制提供理论基础。
英文摘要
MicroRNA(miRNA) are small non-coding RNAs that participated in many important biological processes. In this study, we aim to address several fundamental questions related to the biological mechanisms and functional significance of miRNA regulation. We aim to pursue the following questions: 1) General principle of miRNA:target recognition. 2) The molecular mechanisms of the regulation of miRNA on the target genes: degradation of target mRNAs or inhibition of translation. 3) The evolutionary patterns of miRNA:target pairing and the driving forces underlying the evolution of miRNA:target pairing patterns. 4) Functional consequences of miRNA regulation on the stabilities and evolvability of host transcriptome and translatome. 5) Impact of miRNA regulatory variation in on human adaptive evolution and diseases. We will integrate the state-of-the-arts miRNA target prediction algorithms in mammals and conducted evolutionary analysis on currently annotated miRNA and the target sites by comparing genomes of 100 vertebrate species all well as by surveying the genetic variation determined in the 1000 Human Genomes Project. Our efforts will greatly deepen our understanding of the general principle of miRNA:target recognition. We will also integrate our evolutionary genomic analysis with function genomic assays. We will treat cells of different mammalian species with miRNA transfection, knock-down, CRISPR/Cas-9 genome editing technique, and then we will deep sequence the cells under various conditions with functional genomic techniques such as miRNA-Seq, mRNA-Seq, DMS-Seq and Ribo-Seq to profile miRNAs, mRNA transcriptome and translatomes. By integrating information obtained in this study, we will be able to determine whether miRNA regulating their target genes by mRNA degradation or by translational inhibition. Our results will greatly add to our knowledge of general principles of miRNA regulation. Our study will also offer comprehensive information on the role of natural selection on miRNA regulation system, and provide important insights on mechanisms underlying human evolution and disease.
miRNA是生物体内源表达的一类长约22碱基的非编码小RNA,广泛参与动植物的生命过程。miRNA通过种子序列互补配对的方式识别靶基因mRNA并调控其表达。由于这种较短的配对方式,一种miRNA通常有上百个靶基因,一个靶基因也可以同时被多个miRNA调控。这种“多对多”的调控机制决定了 miRNA:mRNA相互作用调控网络的复杂性。那么miRNA是如何起源和进化的呢?本项目的主要研究目标是从组学水平上揭示动物miRNA和靶位点的进化驱动和作用规律。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Drosophila tsRNAs preferentially suppress general translation machinery via antisense pairing and participate in cellular starvation response.
果蝇 tsRNA 通过反义配对优先抑制一般翻译机制并参与细胞饥饿反应。
DOI:10.1093/nar/gky189
发表时间:2018-06-01
期刊:Nucleic acids research
影响因子:14.9
作者:Luo S;He F;Luo J;Dou S;Wang Y;Guo A;Lu J
通讯作者:Lu J
MicroRNA duplication accelerates the recruitment of new targets during vertebrate evolution.
MicroRNA 复制加速了脊椎动物进化过程中新靶标的招募。
DOI:10.1261/rna.062752.117
发表时间:2018-06
期刊:RNA (New York, N.Y.)
影响因子:--
作者:Luo J;Wang Y;Yuan J;Zhao Z;Lu J
通讯作者:Lu J
Genome-wide maps of ribosomal occupancy provide insights into adaptive evolution and regulatory roles of uORFs during Drosophila development.
核糖体占据的全基因组图谱提供了对果蝇发育过程中 uORF 的适应性进化和调节作用的见解。
DOI:10.1371/journal.pbio.2003903
发表时间:2018-07
期刊:PLoS biology
影响因子:9.8
作者:Zhang H;Dou S;He F;Luo J;Wei L;Lu J
通讯作者:Lu J
microRNAs in the Same Clusters Evolve to Coordinately Regulate Functionally Related Genes
同一簇中的 microRNA 进化以协调调节功能相关基因
DOI:10.1093/molbev/msw089
发表时间:2016-09-01
期刊:MOLECULAR BIOLOGY AND EVOLUTION
影响因子:10.7
作者:Wang, Yirong;Luo, Junjie;Lu, Jian
通讯作者:Lu, Jian
Adaptation of A-to-I RNA editing in Drosophila.
A-I 编辑在果蝇中的适应
DOI:10.1371/journal.pgen.1006648
发表时间:2017-03
期刊:PLoS genetics
影响因子:4.5
作者:Duan Y;Dou S;Luo S;Zhang H;Lu J
通讯作者:Lu J
猴痘病毒的比较基因组学与适应性演化解析
- 批准号:82241080
- 项目类别:专项项目
- 资助金额:65.00万元
- 批准年份:2022
- 负责人:陆剑
- 依托单位:
果蝇A-to-I编辑的进化和功能研究
- 批准号:--
- 项目类别:国际(地区)合作与交流项目
- 资助金额:200万元
- 批准年份:2020
- 负责人:陆剑
- 依托单位:
果蝇对环境适应的遗传机制与进化模式
- 批准号:--
- 项目类别:--
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2020
- 负责人:陆剑
- 依托单位:
果蝇腺嘌呤到次黄嘌呤RNA编辑的适应性进化和功能研究
- 批准号:31771411
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:61.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:陆剑
- 依托单位:
果蝇转座元件和piRNA之间的基因组冲突及对杂交不育的影响
- 批准号:91431101
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:120.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:陆剑
- 依托单位:
国内基金
海外基金
