鸡胚早期发育小分子非编码RNA的系统鉴定与功能研究

胚胎发育过程中各种基因的时序表达受到严密地调控，阐明非编码RNA在胚胎早期发育过程中的基因表达调控机制是发育生物学和表观遗传学研究的重要内容和前沿。本研究以原肠胚前后期的鸡胚为研究模型，采用实验与计算机分析相结合的方法，系统地发掘和鉴定鸡胚发育早期表达的microRNA及其他各种新的内源小分子非编码RNA，分析其在鸡胚不同发育阶段中的表达方式，研究小分子非编码RNA在胚胎发育中的调控作用，揭示小分子非编码RNA在脊椎动物中的进化规律。

胚胎发育过程中各种基因的时序表达受到严密地调控，阐明非编码RNA在胚胎早期发育过程中的基因表达调控机制是发育生物学和表观遗传学研究的重要内容和前沿。申请人以原肠胚前后期的鸡胚为研究模型，采用实验与计算机分析相结合的方法，获得了一大批在鸡原肠胚前后表达的内源性非编码小RNA序列数据，鉴定了385个鸡或鸟类新的miRNA基因，完成了鸡胚发育不同时期miRNA的表达谱分析，发现除了与胚胎干细胞相关的miRNA外，miRNA通过调控Wnt及TGF-β等信号传导通路参与了胚盘细胞向神经干细胞分化。同时，在X期鸡胚细胞中发现了大量新的piRNA-like RNA（pilRNA），其表达方式与miRNA在鸡原肠胚发育前后期的表达谱相反，并富集于原始生殖细胞中，而胚胎干细胞则没有明显的表达，表明这些pilRNA为合子发育后起源。针对piRNA具有甲基化修饰的特征，开发了可高度灵敏性地检测RNA分子2'-O甲基化修饰的新方法RTL-P。该方法不仅能用于检测在3'末端具有甲基化修饰的RNA，还可以特异性地检测在任意位置受到完全或者部分甲基化修饰的RNA分子。本项目的完成不仅系统地发掘和鉴定鸡胚发育早期表达的新内源性小分子非编码RNA，并为识别与鉴定具有新的甲基化修饰位点的RNA分子提供了技术支撑，而且揭示了miRNA及pilRNA等小分子非编码RNA在胚胎发育早期的调控作用。