生物通报道：来自四川农业大学动物遗传育种研究所，美国休斯顿大学，LC Sciences公司等处的研究人员发表了题为“Repertoire of Porcine MicroRNAs in Adult Ovary and Testis by Deep Sequencing”的文章，深入研究了microRNA在猪成熟卵巢和睾丸中的表达图谱。这一研究成果公布在International Journal of Biological Sciences杂志上。

文章的通讯作者是四川农业大学李学伟教授，以及美国LC Sciences公司首席科学家，休斯顿大学高晓莲教授，其中李学伟教授早年毕业于四川农学院（现四川农业大学），现任四川农业大学博士生导师、四川省学术和技术带头人，国家“千百万人才工程”百千层次人才，四川省跨世纪青年科技学术带头人，享受国务院特殊津贴。文章第一作者是李明洲博士。

microRNA（miRNA）是一大类短小的内源性RNA，已知它们可以在转录后水平上抑制基因表达，并参与了几乎所有的细胞生理过程。miRNA表达水平的变化与许多疾病密切相关。卵巢卵泡发育与睾丸生精功能是复杂而又协调的生理过程，其中大量基因的严密调节表达和相互作用可能会受到这些miRNA的调控。识别和初步表征生殖腺特异表达的miRNA将是透彻了解由miRNA介导的转录后基因调控在哺乳动物生殖过程中所起作用的先决条件。

在这篇文章中，研究人员利用深度测序技术（Solexa测序），对成熟卵巢和睾丸内的猪miRNA表达谱进行了鉴定，并利用专门开发的生物信息学分析管道对测序数据进行了深入分析。将可信的成熟miRNA同其它种类的小分子RNA进行了区分。通过这种方法，研究人员共检测到582条前体发夹序列（miRNA前体），编码732条成熟miRNA，其中673条为单一序列。统计学分析显示，224条miRNA（占673条的33.28%）在卵巢和睾丸文库之间存在显著差异表达（P < 0.001）。大多数位于X染色体（伴X染色体miRNA）的差异表达miRNA（34条中的24条，占70.59%）在卵巢中的表达较睾丸中显著上调（P < 0.001）。可以预见，伴X染色体miRNA为睾丸优先表达或睾丸特异性表达模式。

为了探究伴X染色体miRNA在基因组定位簇之间共表达的可能性，研究人员采用实时荧光定量PCR（q-PCR）技术，考察了在7种常见猪组织中miRNA位点的间隔距离与32个高置信度伴X染色体miRNA共表达模式之间的关系。实验结果显示，邻近的miRNA对常会共同表达，暗示50kb基因组距离内的miRNA通常来源于共同的转录本。

此项研究以伴X染色体miRNA的共表达模式为研究重点，研究了成年猪生殖腺的miRNA转录组特征。该研究成果将会促进有关miRNA在器官特异性的生殖过程所扮演角色的研究。

原文摘要：

Repertoire of Porcine MicroRNAs in Adult Ovary and Testis by Deep Sequencing

Background: MicroRNAs (miRNAs), a large family of short endogenous RNAs known to post-transcriptionally repress gene expression, participate in the regulation of almost every cellular process. Changes in miRNA expression are associated with many pathologies. Ovarian folliculogenesis and testicular spermatogenesis are complex and coordinated biological processes, in which tightly regulated expression and interaction of a multitude of genes could be regulated by these miRNAs. Identification and preliminary characterization of gonad-specific miRNAs would be a prerequisite for a thorough understanding of the role that miRNA-mediated posttranscriptional gene regulation plays in mammalian reproduction.

Method: Here, we present the identification of a repertoire of porcine miRNAs in adult ovary and testis using deep sequencing technology. A bioinformatics pipeline was developed to distinguish authentic mature miRNA sequences from other classes of small RNAs represented in the sequencing data.

Results: Using this approach, we detected 582 precursor hairpins (pre-miRNAs) encoding for 732 mature miRNAs, of which 673 are unique. Statistically, 224 unique miRNAs (out of 673, 33.28%) were identified which had significant differential expression (DE) between ovary and testis libraries (P < 0.001). Most of DE miRNAs located on the X chromosome (X-linked miRNAs) (24 out of 34, 70.59%) significantly up-regulated in ovary versus testis (P < 0.001). Predictably, X-linked miRNAs are expressed in a testis-preferential or testis-specific pattern. To explore the potential for co-expression among genomic location clusters of X-linked miRNAs, we surveyed the relationship between the distance separating miRNA loci and the coordinate expression patterns of 32 high confidence X-linked miRNAs in seven normal pig tissues using the real-time quantitative PCR (q-PCR) approach. Our results show that proximal pairs of miRNAs are generally co-expressed implying that miRNAs within 50 kb of genomic bases are typically derived from a common transcript.

Conclusions: The present study characterizes the miRNA transcriptome of adult porcine gonads, with an emphasis on the co-expression patterns of X-linked miRNAs. Our report should facilitate studies of the organ-specific reproductive roles of miRNAs.

作者简介：

李学伟，男，教授、动物遗传育种学专家、博士生导师、四川省学术和技术带头人，国家“千百万人才工程”百千层次人才，四川省跨世纪青年科技学术带头人，享受国务院特殊津贴；教育部科学技术委员会学部委员、教育部动物生产学教学指导委员会委员，全国动物遗传育种学会分会副理事长，四川省委、省政府科技顾问团顾问；1963年生，1982年从四川农学院（现四川农业大学）毕业后，留校任教至今。25岁在西德格廷根（Goettingen）大学获博士学位。1989年回国担任科研和教学任务，1993年破格提升为教授，1993和1994在加拿大奎尔夫（Guelph）大学进行博士后研究，1994年在加拿大获“青年科学家奖学金”。先后发表论文40多篇，专著2部，其中发表在美国动物科学杂志（J.Anim. Sci.）上的论文,为加拿大农业部实施新的全国种猪遗传评估计划提供了必需的基本参数，被SCI收录并多次被国内外科研杂志和学术论文转摘和引用。获四川省科技进步一等奖2项、三等奖1项，并获四川省首届优秀科普图书一等奖。1995年被加拿大国际发展署（CIDA）聘请为中国加拿大瘦肉型猪国际合作项目遗传育种技术负责人。1996年被评为“优秀留学归国人员”，获四川省青年科技基金资助，1998年当选“四川省十大杰出青年”。2007年获得大北农科技奖励之“科技成果”奖。