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Identification of MicroRNAs in Helicoverpa armigera and Spodoptera litura Based on Deep Sequencing and Homology Analysis.

Published date 2012 Dec 1

Identification of MicroRNAs in Helicoverpa armigera and Spodoptera litura Based on Deep Sequencing and Homology Analysis.

Helicoverpa armigeraとSpodoptera lituraのマイクロRNAの同定は、深い塩基配列決定法と相同分析に基づいた。

Published date

2012-12-01

Author

Xie Ge, Yong Zhang, Jianhao Jiang, Yi Zhong, Xiaonan Yang, Zhiqian Li, Yongping Huang, Anjiang Tan

Affiliation

1. Key Laboratory of Insect Developmental and Evolutionary Biology, Institute of Plant Physiology and Ecology, Shanghai Institutes for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, 200032, P.R. China; ; 2. Graduate School of Chinese Academy of Sciences, Shanghai, 200032, P.R. China.

Abstract

The current identification of microRNAs (miRNAs) in insects is largely dependent on genome sequences. However, the lack of available genome sequences inhibits the identification of miRNAs in various insect species. In this study, we used a miRNA database of the silkworm Bombyx mori as a reference to identify miRNAs in Helicoverpa armigera and Spodoptera litura using deep sequencing and homology analysis. Because all three species belong to the Lepidoptera, the experiment produced reliable results. Our study identified 97 and 91 conserved miRNAs in H. armigera and S. litura, respectively. Using the genome of B. mori and BAC sequences of H. armigera as references, 1 novel miRNA and 8 novel miRNA candidates were identified in H. armigera, and 4 novel miRNA candidates were identified in S. litura. An evolutionary analysis revealed that most of the identified miRNAs were insect-specific, and more than 20 miRNAs were Lepidoptera-specific. The investigation of the expression patterns of miR-2a, miR-34, miR-2796-3p and miR-11 revealed their potential roles in insect development. miRNA target prediction revealed that conserved miRNA target sites exist in various genes in the 3 species. Conserved miRNA target sites for the Hsp90 gene among the 3 species were validated in the mammalian 293T cell line using a dual-luciferase reporter assay. Our study provides a new approach with which to identify miRNAs in insects lacking genome information and contributes to the functional analysis of insect miRNAs.

 

昆虫におけるマイクロRNA(miRNA)の現在の同定は、主にゲノム配列に依存している。
しかしながら、利用できるゲノム配列の不足は、さまざまな昆虫種でmiRNAの同定を禁止する。
この研究において、我々は、深い塩基配列決定法と相同分析を用いたHelicoverpa armigeraとSpodoptera lituraでmiRNAを特定する参照として、蚕カイコのmiRNAデータベースを使用した。
全3つの種が鱗翅目に属しているので、実験は信頼性が高い結果をもたらした。
それぞれ、我々の研究は、H. armigeraとS. lituraで97と91の節約されたmiRNAを特定した。
B. moriのゲノムと参考文献としてのH. armigeraのBACシーケンスを使用して、1つの新しいmiRNAと8人の新しいmiRNA候補はH. armigeraで同定された、そして、4人の新しいmiRNA候補はS. lituraで同定された。
進化の分析により、大部分の特定されたmiRNAは、昆虫-特性ならびに20のmiRNAが鱗翅目に特異的だったより多くであるものであることが判明した。
miR-2aの発現パターンの調査、miR-34、miR-2796-3pとmiR-11は昆虫発生でのそれらの潜在的役割を明らかにした。
miRNA目標予測で節約されたmiRNA標的作用点が3つの種でさまざまな遺伝子の中に存在することが分かった。
3つの種の間のHsp90遺伝子のための節約されたmiRNA標的作用点は、二重ルシフェラーゼ・リポーター分析を使用している哺乳類の293Tの細胞系で確認された。
我々の研究は、新しいアプローチにゲノム情報が欠如している昆虫でmiRNAを特定する供給して、昆虫miRNAの機能分析に関与する。


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