CircNAPEPLD在人精子和小鼠精子中表达,并与卵母细胞miRNAs相互作用
论文:CircNAPEPLD is expressed in human and murine spermatozoa and physically interacts with oocyte miRNAs(CircNAPEPLD在人精子和小鼠精子中表达,并与卵母细胞miRNAs相互作用)
摘要
环状RNA(CircRNAs)在基因表达调控中起着至关重要的作用。其在精子(SPZ)中的作用至今尚不清楚。将参与SPZ/睾丸和附睾生理的28个基因应用于圆环库数据库中,找出其中哪些基因可以产生循环转录本。
由于在人和小鼠SPZ中都有表达,因此我们重点研究了NAPEPLD转录子的环状RNA亚型之一圆环NAPEPLDiso 1。为了从功能上表征cyclcNAPEPLDiso 1作为潜在的微RNA(MiRNA)海绵,我们进行了cyclcNAPEPLDiso 1-miR捕获,然后利用TaqMan低密度阵列分析了754个miRNAs的表达。
其中miRNAs 146a-5p、203 a-3p、302C-3p、766-3p和1260 a(其中一些已在卵母细胞中表达)使其富集于环状NAPEPLDiso 1-miR捕获的细胞裂解物:其有效靶标产生的相互作用网络集中在参与控制细胞周期的核心基因上。
此外,对圆环NAPEPLDiso 1序列的计算分析也显示了它在NAPEPLD蛋白短形式下的潜在翻译。有趣的是,在未受精的小鼠卵母细胞中的表达分析表明,cycNAPEPLDiso 1和CircNAPEPLDiso 2分别是低水平和高水平的。受精后,cycNAPEPLDiso 1的表达显著增加,而cyclcNAPEPLDiso 2的表达基本保持不变。
人、鼠SPZ及组织中crcRNA的候选表达
我们分析了8个候选环RNA的表达情况(见材料和方法,由六个线性转录本(CNR 1、LEPR、MTHFR、NAPEPLD、NPC 2、SIRT 1)用qRT-PCR(qRT-PCR)方法分别检测了5份人和小鼠(MM)SPZ的RNA样本。在HS和MM SPZ中,只有NAPEPLD的两个环状异构体(我们命名为CircNAPEPLDiso 1和CircNAPEPLDiso 2)都有很大程度的表达。
为了评价CircNAPEPLDiso 1和CircNAPEPLDiso 2的细胞类型和组织特异性,我们分别在19例和6例新鲜冷冻HS和MM组织中检测了它们的表达,并从HS和MM SPZ中分别检测了10例rna的表达。CircNAPEPLDiso 1和CircNAPEPLDiso 2在睾丸中低表达,在SPZ高水平表达,但在分析的10份样本中,这种表达趋势是不均匀的。
CycNAPEPLDiso 1仅在少数被分析的HS组织(即脑、小脑、肾脏、前列腺、胃和甲状腺)中表达,而cycNAPEPLDiso 2在分析过的组织中没有表达或在极低水平上表达。CircNAPEPLDiso 1和CircNAPEPLDiso 2在MM SPZ中高表达,但在本例中,我们观察到10个样本表达的异质性。在MM脂肪、脑、心脏、肝脏和肌肉组织中,圆形和线性的亚型都受到强烈的下调。图1(C))。
这种平行表达分析使我们可以得出结论,圆环NAPEPLD的两种亚型在HS和MM、SPZ和组织中的表达水平相似。此外,cycNAPEPLDiso 1和CircNAPEPLDiso 2的表达似乎独立于线性NAPEPLD,与HS睾丸相比,NAPEPLD在所有样本中都被下调,后者的mRNA高表达。
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CircNAPEPLDiso 1与miRNAs相互作用
在mir-渔获物实验之后,我们专门拉下了CircNAPEPLDiso 1,如下所示图2(A)。MIR-渔获物实验(见材料和方法)和TaqMan低密度阵列(TLDA)qRT-PCR分析强调了五种miRNAs(miR-203 a-3p,miR-1260 a,miR-766-3p,miR-302C-3p,miR-146 a-5p)的富集(折叠变化大于2.5-见材料和方法)。
其中miR-203a-3p和miR-146a-5p分别是周期NAPEPLDiso1-miR捕获样品中最富集的miRNAs。单次TaqMan miRNA检测证实了这两种miRNAs的富集(图2(C))。通过对每个候选miRNA的BLAST分析,获得了圆环NAPEPLDiso 1序列中的miRNA响应元件(MRES)的数目。
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讨论
与一般认为crna为非编码rna不同的是,它是不可译的,因为它们与核糖体没有关联,令人信服的证据表明,crna可以通过一种与上限无关的ires依赖的机制进行翻译,以招募核糖体。CircZNF 609是一个能产生参与肌发生的核定位蛋白的圆环RNA的例子。
有趣的是,N6-甲基腺苷残基,富含圆环RNA,是驱动圆环RNA翻译的输入。我们的计算数据表明,HS和MM圆环NAPEPLDiso 1都具有潜在的可译性,与线性转录体编码的蛋白质相比,编码352 AA蛋白的ORF编码的C端较短。这种预测蛋白的生物学功能将成为未来研究的目标。
此外,与我们的研究结果相似的是,目前已有报道说CircSHPRH具有双重作用,它可以充当miRNA海绵,但也编码一种新的短形式的SHPRH蛋白(SHPRH-146 aa)。