西藏牛和三江牛大脑组织中低氧适应相关circRNAs的比较分析

旨在从circRNA层面加深哺乳动物对高原低氧环境适应性的认识,探索西藏牛和三江牛大脑组织中差异表达的circRNA及相关调控网络,为研究circRNA在西藏牛低氧适应性方面的分子调控机制奠定理论基础.本研究分别采集3头4.5岁健康、雌性西藏牛和三江牛的大脑组织作为试验样本,构建cDNA文库进行高通量测序,利用生物信息学方法对宿主基因进行GO和KEGG分析,预测差异表达circRNA下游靶向基因,构建circRNA-miRNA和circRN A-miRN A-mRNA可视化调控网络,辅以RNaseR酶抗性检测和实时荧光定量PCR (qRT-PCR)验证测序数据的可靠性.结果,在西藏牛和三江牛的6个样本中,共筛选获得858个显著差异的circRNAs,其中上调表达394个,下调表达464个.其宿主基因共参与49个功能亚类,注释到31条显著富集的信号通路(P＜0.05),主要涉及MA PK信号通路、谷氨酸能突触、Rap1信号通路、磷脂酶D信号通路及cGMP-PKG信号通路等生物学过程.靶基因预测结果显示,350个上调和364个下调差异表达circRNAs分别靶向结合492和508个miRNAs.其中,miRNA靶点数最多的是novel_circ_ 017825和novel circ_ 046762,说明这两个circRNAs可能在西藏牛脑功能调控方面发挥重要作用.circRNA-bta-miR-2284z-mRNA调控网络展示了bta-miR-2284z与circRNA、mRNA间的靶向关系,推测上述circRNAs可能通过充当bta-miR-2284z海绵的方式,间接影响西藏牛脑组织中相关靶向mRNA的表达水平.随机挑选6个circRNA进行RNaseR酶抗性试验和qRT-PCR验证,表达趋势与测序结果一致,说明所获得的circRNA为环状转录本.本研究利用高通量测序技术获得了西藏牛和三江牛大脑组织中circRNA的表达谱及信号通路,并初步构建了circRNA-miRNA-mRNA网络互作模型,为后续进一步探索circRNA参与西藏牛低氧适应性的生物学过程和分子功能,研究circRNA在大型哺乳动物低氧适应性方面的调控机制提供了可靠的数据支持.