Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Các miRNA mới và đã biết trong bò zebu (Tharparkar) và bò lai (Karan-Fries) dưới áp lực nhiệt
Tóm tắt
MiRNA (microRNA) là các RNA không mã hóa đơn chuỗi nhỏ, hoạt động như một chất điều hòa chủ yếu trong sự phát triển và tăng trưởng của động vật. Tương tác RNA-RNA là một cơ chế quan trọng của việc điều hòa gen trong điều kiện căng thẳng sinh học và phi sinh học. Căng thẳng nhiệt (HS) là một trong những yếu tố phi sinh học quan trọng nhất ảnh hưởng đến sự phát triển, sản lượng sữa và sức khỏe sinh sản của động vật làm sữa. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã xác định được 387 miRNA đã biết và 77 miRNA mới từ bò Tharparkar (TH) và Karan Fries (KF) dưới điều kiện căng thẳng nhiệt. Phân tích phân bố gia đình cho thấy các miRNA được xác định thuộc về hơn 15 gia đình khác nhau, trong đó miR-2284 là phổ biến nhất. Chúng tôi đã xác định được 42.350 mục tiêu cho các miRNA đã biết được báo cáo ở bò. Phân tích con đường của các mục tiêu được xác định cho thấy hầu hết các gen mục tiêu đều tham gia vào ung thư, tín hiệu kinase được kích hoạt bởi mitogen (MAPK), tín hiệu canxi, tín hiệu Ras, và các con đường truyền tín hiệu cAMP. Biểu hiện gen khác biệt cho thấy hơn 344 miRNA đã thay đổi đáng kể biểu hiện của chúng giữa điều kiện kiểm soát và căng thẳng nhiệt. Bản đồ nhiệt đã được tạo ra cho 20 miRNA tăng và giảm điều hòa hàng đầu. Mười miRNA đã được xác thực bằng qRT-PCR là nhạy cảm với nhiệt, dựa trên giá trị đếm số lần đọc và biểu hiện gen khác biệt. Các miRNA mới này là một bổ sung mới cho cơ sở dữ liệu miRNA của bò. Nghiên cứu này cung cấp cái nhìn tổng quan về hồ sơ miRNA và sự tương tác của chúng với các gen mục tiêu, từ đó dẫn đến sự hiểu biết sâu hơn về cơ chế chịu nhiệt ở bò.
Từ khóa
#miRNA #bò Tharparkar #bò Karan Fries #căng thẳng nhiệt #điều hòa gen #sức khỏe sinh sảnTài liệu tham khảo
Bartel DP (2004) MicroRNAs: genomics, biogenesis, mechanism, and function. Cell 116(2):281–297
Bernabucci U, Biffani S, Buggiotti L, Vitali A, Lacetera N, Nardone A (2014) The effects of heat stress in Italian Holstein dairy cattle. J Dairy Sci 97(1):471–486
Bettaieb A, Averill-Bates DA (2008) Thermotolerance induced at a fever temperature of 40 degrees celcius protects cells against hyperthermia induced apoptosis mediated by death receptor signalling. Biochem Cell Biol 86:521–538
Chen CZ, Li L, Lodish HF, Bartel DP (2004) MicroRNAs modulate hematopoietic lineage differentiation. Science 303:83–86
Chen K L, Fu Y Y, Shi M Y, Li H X (2016) Down-regulation of mir-181a can reduce heat stress damage in pbmcs of Holstein cows. In Vitro Cell Dev Biol Anim 52(8):864–871
Hansen PJ (2004) Physiological and cellular adaptations of zebu cattle to thermal stress. Anim Reprod Sci 82:349–360
Hoffmann I (2010) Climate change and the characterization, breeding and conservation of animal genetic resources. Anim Genet 41:32–46
Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) (2007) Climate change: synthesis report. Available from: http://www.ipcc.ch/pdf/assessmentreport/ar4/syr/ar4_syr_sym.pdt. Accessed on 28–11–2015
Kumar RR, Pathak H, Sharma SK, Kala YK, Kumar M, Singh GP, Goswami S, Rai RD (2015) Novel and conserved heat-responsive microRNAs in wheat (Triticumaestivum L.). Funct Integr Genomics 15(3):323–348
Kumar M, Kumar RR, Goswami S, Verma P, Rai RD, Chinnusamy V, Praveen S (2017) miR430: the novel heat-responsive microRNA identified from miRNome analysis in wheat (Triticum aestivum L.). Ind J Plant Physiol 22(4):566–576
Lee J, Lee S, Son J, Lim H, Kim E, Kim D et al (2020) Analysis of circulating-microRNA expression in lactating Holstein cows under summer heat stress. PLoS One 15(8):e0231125. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0231125
Li Q-J, Chau J, Ebert PJ, Sylvester G, Min H, Liu G, Braich R, Manoharan M, Soutschek J, Skare P (2007) miR-181a is an intrinsic modulator of T cell sensitivity and selection. Cell 129(1):147–161
Li Q, Yang C, Du J, Zhang B, He Y, Hu Q, Li M, Zhang Y, Wang C, Zhong J (2018) Characterization of miRNA profiles in the mammary tissue of dairy cattle in response to heat stress. BMC Genomics 19:975. https://doi.org/10.1186/s12864-018-5298-1
Llave C, Kasschau KD, Rector MA, Carrington JC (2002) Endogenous and silencing-associated small RNAs in plants. Plant Cell 14(7):1605–1619
McDaneld T (2009) MicroRNA: mechanism of gene regulation and application to livestock. J Anim Sci 87(14 suppl):E21–E28
McKenna LB, Schug J, Vourekas A, McKenna JB, Bramswig NC, Friedman JR, Kaestner KH (2010) MicroRNAs control intestinal epithelial differentiation, architecture, and barrier function. Gastroenterology 139(5):1654–1664
Meerson FZ, Malyshev IY (1993) Phenomenon of adaptive stabilization of structure and protection of heart. Nauka, Moscow
Robertshaw D (2006) Mechanisms for the control of respiratory evaporative heat loss in panting animals. J Appl Physiol 101:664–668
Roth Z, Arav A, Braw-Tal R, Bor A, Wolfenson D (2002) Effect of treatment with follicle-stimulating hormone or bovine somatotropin on the quality of oocytes aspirated in the autumn from previously heat-stressed cows. J Dairy Sci 85:1398–1405
Salak-Johnson J, McGlone J (2007) Making sense of apparently conflicting data: stress and immunity in swine and cattle. J Anim Sci 85(13suppl):E81–E88
Sengar GS, Deb R, Singh U, Raja TV, Kant R, Sajjanar B, Alex R, Alyethodi RR, Kumar A, Kumar S, Singh R, Jakhesara SJ, Joshi CG (2018) Differential expression of microRNAs associated with thermal stress in Frieswal(Bos taurus x Bos indicus) crossbred dairy cattle. Cell Stress Chaperones 23:155. https://doi.org/10.1007/s12192-017-0833-6
Sharma P, Sharma A, Sodhi M et al (2019) Characterizing binding sites of heat responsive microRNAs and their expression pattern in heat stressed PBMCs of native cattle, exotic cattle and riverine buffaloes. Mol Biol Rep 46:6513–6524
Skuce PJ, Morgan ER, van Dijk J, Mitchell M (2013) Animal health aspects of adaptation to climate change: beating the heat and parasites in a warming Europe. Animal 7:333–345
Sonna LA, Fujita J, Gaffin SL, Lilly CM (2002) Invited review: effects of heat and cold stress on mammalian gene expression. J Appl Physiol 92(4):1725–1742
West J (2003) Effects of heat-stress on production in dairy cattle. J Dairy Sci 86(6):2131–2144
Zhang B, Wang Q, Pan X (2007) MicroRNAs and their regulatory roles in animals and plants. J Cell Physiol 210(2):279–328
Zheng Y, Chen KL, Zheng XM, Li HX, Wang GL (2014) Identification and bioinformatics analysis of microRNAs associated with stress and immune response in serum of heat-stressed and normal Holstein cows. Cell Stress Chaperones 19(6):973–981
Zuker M, Steigler P (1981) Optimal computer folding of large RNA sequences using thermodynamics and auxiliary information. Nucleic Acids Res 9(1):133–148