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中国科技大学Nature子刊发表最新成果

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来源: 作者: 2019-05-16 22:38:38

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近日来自中国科技大学、华中科技大学和台湾国立清华大学的研究人员联合发表了题为“EscherichiacolinoncodingRNAscanaffectgeneexpressionandphysiologyofCaenorhabditiselegans”的论文,证实了大肠杆菌非编码RNA可以影响娟秀隐杆线虫的基因表达和生理学。相关成果发布在9月25日的《自然通讯》(NatureCommunications)杂志上。

论文的通讯作者是来自中国科技大学生命科学学院的单革(GeShan)教授。其研究方向主要包括基因表达调控、非编码RNA的功能及作用机理、模式动物中神经系统的发育与分化。

了解动物与它们环境因素之间的相互影响是生物学研究的一个中心主题。食物是一种重要的环境因子,可以影响动物的基因表达和生理。例如在雄性大鼠中高脂饮食可影响它们雌性后代的β细胞功能。大肠杆菌作为娟秀隐杆线虫的一种食物,其差异影响着秀丽隐杆线虫的基因表达和寿命。在大多数情况下,研究人员对确切环境触发因素的特性以及这些背后的分子机制仍知之甚少。

线虫和其他一些生物体对环境RNA干扰(RNAi)敏感。环境RNAi原理上是指一个物种在它的环境中对双链RNA(dsRNA)的生理反应。对线虫,将动物浸泡在一种dsRNA溶液中国或喂给重组大肠杆菌表达的dsRNA可以获得RNAi。

在例如氧化应激和低温等压力条件下,细菌中的1些小调控RNAs被诱导,可激活或抑制多个基因表达保护细菌免遭卑劣环境损害。鉴于人工设计的dsRNAs可以进入线虫通过feedingRNAi机制抑制线虫基因表达,研究人员推测细菌中的这些非编码RNAs(ncRNAs)有可能干扰了细菌寻食者如线虫的生理,充当了固有保护因子。

在这篇文章中,研究人员证实两种大肠杆菌内源性非编码RNAs——OxyS和DsrA通过调控基因表达影响了线虫的生理学功能。OxyS通过抑制化学感觉基因che-2的表达致使线虫化学感觉行为受损,DsrA通过抑制二酰基甘油脂肪酶基因F42G9.6导致了线虫寿命缩短。这两种ncRNAs均是在压力条件下表达于大肠杆菌之中,有可能避免了线虫过度摄食大肠杆菌。

此外,研究人员还检测了线虫RNA干扰信号通路中一些有可能参与OxyS和DsrA效应的基因。研究人员还证实其他的细菌例如枯草杆菌(Bacillussubtilis)也利用它的非编码RNAs来干扰线虫的基因表达。

通过鉴别两种内源性大肠杆菌ncRNAsOxyS和DsrA,并证实它们通过调控基因表达对线虫的生理效应,研究人员描述了RNA介导的细菌/细菌摄食者相互影响的一种潜在新模式。内源性dsRNA为基础的feedingRNAi一直用在细菌和植物中作为对抗线虫和昆虫的一种生物技术。新研究还为我们提供了种间基因调控以及大肠杆菌中内源ncRNAs启动对线虫的生理学调理的范例。

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