吸血蚊子特有和中肠特异microRNA 1174调控蚊子吸血和营养信号传导的分子机理

批准号:
31571334
项目类别:
面上项目
资助金额:
65.0 万元
负责人:
刘仕平
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:
王伟、尹权、黄亚玺、吴小燕、高君凌、何婷
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中文摘要
microRNA是一类长为22-23 nt、具有重要转录后调控作用的非编码RNA。蚊子因为吸血成为传播许多疾病的媒介昆虫。研究蚊子吸血和营养信号传导的分子机制对于寻找防治蚊子的新方法至关重要。我们已发现吸血蚊子所特有和中肠特异性的miR-1174通过调节其靶基因丝氨酸羟甲基转移酶(SHMT)来控制蚊子吸血、血液消化、卵巢发育和蚊子的寿命。在此基础上,将鉴定miR-1174的调控序列,深入研究其转录表达机制,利用基因组编辑技术、转录组和蛋白组组学方法与分子杂交等常规技术深入研究miR-1174与其靶基因之间的精细调控关系以及它们对蚊子吸血、血液消化吸收和营养信号传导的分子机制。利用基因组编辑技术获得转基因工程蚊子,为野外防控蚊子建立实验模型。总之,对miR-1174和其靶基因在调控蚊子吸血和营养信号传导方面的深入研究具有重要的理论价值和现实意义,可能会影响今后控制病原媒介昆虫的策略。
英文摘要
MicroRNAs (miRNAs) are noncoding 22- 23 nt RNAs that usually post-transcriptionally regulate protein-coding genes through perfectly or imperfectly pairing with complementary sites within the 3′-untranslated region (UTR) of mRNAs. Female mosquitoes require a blood meal for reproduction, thus serve as vectors of many devastating human diseases. A deeper understanding of the molecular mechanisms linked to mosquito blood meal processes and transduction of trophic signals is of particular importance for devising innovative vector control strategies. We have discovered that the mosquito- and midgut-specific microRNA 1174 controls normal sugar absorption, fluid excretion, blood intake, and, consequently, egg maturation and survival in female mosquitoes by targeting serine hydroxymethyltransferase (SHMT). These results lay the important clues for further exploring the molecular mechanisms of mosquito gut physiology. Based on our previous work, we will identify the promoter of this mosquito-specific miRNA, and reveal the mechanism in its own transcriptional expression. Most importantly we will focus on the fine regulation relationship between miR-1174 and its target SHMT or other potential target genes involved, and the fine molecular mechanisms by miR-1174 and SHMT involved in blood taking, blood digestion and absorption, and transduction of trophic signals, by using the genome editing technique CRISPR/CAS 9, comparative transcriptomics and proteomics, and other conventional bio-molecular techniques like molecular hybridization. By means of genome editing technique, we will also set up the transgenic model mosquitoes for the vector control. Summarily, in-depth knowledge of the molecular mechanisms involved by mosquito-specific miRNA 1174 and its target(s) in blood sucking and transduction of trophic signals has great theoretic and practical implications, and will hopefully influence the future tactics in vector control.
项目背景:MicroRNA(miRNA)在个体生长发育、器官发生和组织凋亡等各项生命活动中有着重要的调控作用。我们前期研究发现蚊子特异miR-1174通过靶基因丝氨酸羟甲基转移酶(SHMT)控制蚊子吸血、血液消化和卵巢发育,但具体分子机制还不清楚。.主要研究内容:(1)揭示蚊子吸血和血液消化的分子机理,解析miR-1174调控蚊子吸血的信号通路。(2)SHMT在蚊子中的功能研究,揭示SHMT调控蚊子中肠血液消化的分子机制。 (3) 受SHMT调节的编码基因和非编码基因的筛选和功能研究。(4)其他昆虫重要器官中保守性miRNA的功能研究。.重要结果和关键数据:miR-1174除了直接靶向SHMT外,还调节其他许多基因和非编码RNA,形成了复杂的调控网络。当SHMT下调后,在吸血前有12个miRNA显著上调表达,12个miRNA显著下调表达,在吸血15 h后,有8个miRNA显著上调表达, 7个miRNA显著下调表达。这些差异性表达的miRNA各有不同的靶基因。当SHMT下调后,多种基因和代谢产物上调或下调。这些基因和代谢产物又与差异性表达的非编码RNA相关联,表现出复杂的调控网络。伊蚊不同类型消化酶对SHMT基因下调呈多种应答模式,SHMT基因调节消化酶的表达。.在本项目的资助下,我们还研究了保守性miRNA在家蚕一些器官中的功能,与蚊子中肠和其他器官中miRNA的功能进行比较。在家蚕丝腺中建立起研究非编码RNA的遗传学方法,系统地研究了高度保守的let-7在中部丝腺和后部丝腺中的功能。 let-7是let-7C中调控丝腺生长的主要miRNA,敲除let-7能促进丝腺的生长并提高家蚕产丝量。.科学意义:揭示吸血蚊子特有和中肠特异miR-1174与其靶基因控制蚊子吸血、血液消化和卵发育的分子机制,为病原媒介昆虫的防治提供新思路。在蚊子中肠和家蚕丝腺器官中建立研究非编码RNA的遗传学方法,对研究其他昆虫器官中miRNA和其他非编码RNA的功能有重要参考价值。.
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
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.03.016
发表时间:2016-02
期刊:中国农业科学
影响因子:--
作者:何婷;尹权;王伟;黄亚玺;吴小燕;夏庆友;刘仕平
通讯作者:刘仕平
DOI:doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2016.01.018
发表时间:2016
期刊:中国农业科学
影响因子:--
作者:刘仕平;吴小燕;张丹宇;黄亚玺;王伟;赵萍;夏庆友
通讯作者:夏庆友
Serine hydroxymethyltransferase controls blood-meal digestion in the midgut of Aedes aegypti mosquitoes
丝氨酸羟甲基转移酶控制埃及伊蚊中肠的血粉消化
DOI:10.1186/s13071-019-3714-2
发表时间:2019-09-24
期刊:PARASITES & VECTORS
影响因子:3.2
作者:Li, Xuemei;Yang, Jinyu;Liu, Shiping
通讯作者:Liu, Shiping
DOI:10.13345/j.cjb.150435
发表时间:2016
期刊:生物工程学报
影响因子:--
作者:周兰庭;周挺;高君凌;王伟;吴小燕;黄亚玺;夏庆友;刘仕平
通讯作者:刘仕平
Genetic Manipulation of MicroRNAs in the Silk Gland of Silkworm, Bombyx Mori
家蚕丝腺中 MicroRNA 的遗传操作
DOI:10.1186/s12575-019-0102-4
发表时间:2019
期刊:Biological Procedures Online
影响因子:6.4
作者:Wang Wei;Wang Xinran;Li Xuemei;Pu Qian;Luo Chengyi;Xu Lili;Peng Xinyue;Liu Shiping
通讯作者:Liu Shiping
let-7 microRNA通过靶向centrin调控家蚕丝腺的生长和丝蛋白合成
- 批准号:n/a
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2022
- 负责人:刘仕平
- 依托单位:
MicroRNA在蜕皮激素和保幼激素信号通路中的桥接机理研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2021
- 负责人:刘仕平
- 依托单位:
家蚕let-7 miRNA的功能研究
- 批准号:31071136
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:33.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:刘仕平
- 依托单位:
国内基金
海外基金
