白斑综合症病毒编码的microRNA在病毒感染凡纳滨对虾过程中的作用机制

MicroRNAs (miRNAs), small endogenous noncoding RNA molecules targeting one or more mRNAs, regulate gene expression through translational repression or fracture of target mRNA. In recent years, studies have found that virus-encoded microRNAs play a critical role in the process of viral infection in host. White spot syndrome virus (WSSV) is the most serious virus that harm the shrimp culture. In this project, basing on the previous work having found the WSSV-encoded miRNAs by Solexa sequencing, we intend to carry out mechanism research, identify miRNA target genes in Litopenaeus vannamei, analysis the miRNA influenced biological processes, and investigate the expression changes of miRNAs during viral infection, with the aim of insighting into the role of miRNAs in the process of viral infection. We also study the interaction between virus miRNA inhibitors and viral infection by animal experiments, to explore the feasibility of the application of miRNA inhibitor to treat WSSV. The project will help to improve the pathogenic mechanism of WSSV, and to provide new ideas and theoretical basis for the further development of antiviral drugs.

microRNA(miRNA)是一种内源性非编码的小分子RNA，它们靶向一个或者多个mRNA，通过抑制翻译或断裂靶标mRNA调节基因的表达。近年来的研究发现，病毒编码的miRNA在病毒感染宿主的过程中起重要作用。白斑综合症病毒是危害对虾最严重的病毒。本项目我们拟在前期工作中已经通过Solexa测序发现白斑综合症病毒编码的miRNA的基础上，深入开展机制性研究，鉴定miRNA在凡纳滨对虾中的靶基因，分析miRNA影响的生物学过程，研究病毒感染过程中miRNA的表达变化，了解miRNA在病毒感染过程中的作用。并通过动物实验研究miRNA抑制物对病毒侵染的影响，探索应用miRNA抑制物抗白斑综合症病毒的可行性。项目有助于进一步完善白斑综合症病毒的致病机制，为开发抗病毒药物提供新的思路和理论基础。

白斑病毒（WSSV）是养殖对虾的主要病原。miRNA是在转录后调控基因表达中起重要作用的小RNA。为了确定WSSV是否在感染期间编码miRNA，我们构建了来源于感染WSSV的凡纳滨对虾的小RNA文库。使用Illumina/Solexa测序技术，我们对文库进行了测序并获得了30013368个高质量读数，其中6592个代表了来自WSSV的小RNA。我们通过生物信息学方法鉴定了19个新的WSSV编码的miRNA，并通过茎环定量实时PCR（qRT-PCR）进行了验证。所有这些病毒miRNA可以在WSSV感染后通过qRT-PCR在虾中检测到。此外，通过茎环qRT-PCR对病毒miRNA的表达谱分析显示，在WSSV感染期间，这些miRNA的表达水平逐渐增加。证明了这是WSSV编码的miRNA。为了解病毒感染对虾中miRNA表达的影响，我们使用高通量测序技术对在正常和白斑病毒感染的凡纳滨对虾制备的两个小RNA文库进行测序。从这两个文库分别获得了大约19,312,189和39,763,551个原始测序片段，分别对应17,414,787和28,633,379个高质量序列。我们鉴定了在凡纳滨对虾中高度表达（> 100RPM）的12个保守的miRNA和一个新的miRNA。在鉴定的miRNA中，其中8个在病毒感染反应中差异表达，其中1个上调，7个下调。miRNA靶点的预测表明，差异表达的miRNA的靶基因与免疫，凋亡和发育功能有关。总之，本项目鉴定并验证了白斑病毒编码的miRNA，鉴定了它们在凡纳滨对虾细胞中的靶基因，研究了它们在病毒感染凡纳滨对虾过程中的作用，更深入的了解了白斑病毒的致病机理，为将来开发靶向病毒miRNA的抗病毒药物提供候选的分子靶标。