非编码RNA调控刺参肠道再生和皂苷合成的研究进展

资料来源：海洋研究所2021-12-04 18:00

非编码RNA中的MiRNA和tRNA在基因表达调控中发挥重要作用，但棘皮动物的相关研究很少。中国科学院海洋研究所研究员李富华揭示了棘皮动物miRNA和tRNA基因的结构特征、进化历史和表达调控机制，以及它们在海参肠道再生、皂苷合成等生物过程中的重要作用。相关研究成果分别发表在《基因组学》和《生物技术》上。

中和和tRNA在基因表达调控中起着重要作用，但棘皮动物的相关研究很少。中国科学院海洋研究所研究员李富华揭示了棘皮动物miRNA和tRNA基因的结构特征、进化历史和表达调控机制，以及它们在海参肠道再生、皂苷合成等生物过程中的重要作用。相关研究成果分别发表在《基因组学》和《开放生物学》上。

研究人员鉴定并注释了112个刺参miRNA家族，其中70个是新家族。提出了一种新的miRNA基因簇进化的“功能表达”模型，揭示了表达控制和背景选择在形成中的重要作用。发现刺参表达水平最高的新miRNA家族聚集在一个特殊的n2基因簇中，进而通过抑制RFP和CTBP激活Wnt通路促进肠道再生。在对tRNA的研究中发现，各种tRNA的拷贝数与其翻译的特定氨基酸的转录组丰度成正比，提示通过协同进化可以提高翻译效率。参与快速反应的临时表达基因往往会牺牲自身功能来提高翻译速度，包括各种免疫反应基因和半衰期短的消化酶。海参tRNA基因与其独特的皂苷合成途径基因之间存在高度共进化，其中LAS、CYP和UGT三萜骨架合成、氧化和糖基化关键酶的翻译优化程度明显高于其他棘皮动物。海参的tRNA基因组成与其食物来源——海洋颗粒有机物的氨基酸组成相匹配，这种适应性进化提高了其在低营养海洋废弃物中生存的能力。

分析了刺参miRNA和tRNA基因的信息，阐述了其基因结构特征和表达调控机制，为今后在海参转录后水平和翻译水平研究基因表达调控提供了理论依据。此外，该研究首次发现了调控海参肠道再生的关键，揭示了海参整个皂苷合成途径发生了高度适应性进化，证实了海参可以自行合成皂苷，锁定了海参皂苷合成的关键酶CYPs和UGTs，为海参再生和皂苷合成的研究提供了重要线索。(100yiyao.com)

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