大肠杆菌内源性非编码RNA DsrA对秀丽线虫基因的调控作用

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目的:通过观察表达DsrA的大肠杆菌对秀丽线虫寿命的影响,来研究大肠杆菌内源性非编码RNA对秀丽线虫基因的调控作用,进一步探讨非编码RNA的调控途径以及其在物种之间的作用。方法:用野生型大肠杆菌K12和DsrA突变的大肠杆菌(NM6003或DDS719)分别培养秀丽线虫,通过寿命实验观察11种秀丽线虫(N2,dcr-1,rde-1,rde-2,rde-4,alg-1,alg-2,rrf-3,eri-3,tm3026,tm2908)的寿命。利用半定量逆转录PCR(Polymerase Chain Reaction)和实时定量PCR观察DsrARNA对秀丽线虫mRNA水平的影响,进一步观察RNA干扰(RNAinterference,RNAi)相关基因对DsrARNA这种调控作用的影响。给予转基因秀丽线虫注射DsrARNA后使用共聚焦显微镜观察F42G9.6::GFP的荧光表达变化。还通过秀丽线虫与大肠杆菌相互作用的长期实验探究DsrA在大肠杆菌和秀丽线虫之间的作用。结果:1.以DsrA缺失突变的大肠杆菌(NM6003或DDS719)为食的秀丽线虫N2寿命长于用野生型大肠杆菌K12喂食者(P<0.01)。2. F42G9.6突变的秀丽线虫(tm2908)在两种不同的食物野生型大肠杆菌K12和DsrA缺失突变的大肠杆菌上生长时,秀丽线虫的寿命无差异;在同样的大肠杆菌K12上的生存时间,秀丽线虫tm2908短于秀丽线虫N2(P<0.05)。3.用大肠杆菌K12和DsrA突变的大肠杆菌分别培养秀丽线虫N2,逆转录PCR和实时定量PCR结果均显示大肠杆菌K12培养的秀丽线虫F42G9.6mRNA水平比DsrA突变的大肠杆菌喂食的秀丽线虫mRNA水平低(P<0.01)。4.用DsrA RNA注射转基因秀丽线虫Pdpy-30::F42G9.6::gfp,共聚焦显微成像显示F42G9.6::GFP的荧光强度变弱,荧光强度定量分析结果显示荧光强度相对降低(P<0.05);而注射转基因秀丽线虫PF42G9.6::gfp荧光强度未见明显变化。5. RNAi相关基因突变的秀丽线虫寿命实验显示,大肠杆菌K12和NM6003对突变线虫rde-4寿命影响差异不如二者对野生型秀丽线虫N2差异明显(P<0.05),其它七种突变线虫(dcr-1,rde-1,rde-2,alg-1,alg-2,rrf-3,eri-3)在两种细菌之间的寿命差异显著(P<0.01),其中rde-2突变的线虫在以上两种细菌上的生存时间都较秀丽线虫N2长。6.分别用大肠杆菌K12或DsrA突变的大肠杆菌NM6003培养秀丽线虫rde-4和rde-2,实时定量PCR结果显示:与秀丽线虫N2相比,细菌NM6003喂食的突变线虫rde-4的F42G9.6mRNA水平只有很少的升高(P<0.05),而另一种秀丽线虫rde-2则有显著的升高(P<0.01)。7.秀丽线虫与大肠杆菌相互作用的长期实验结果:2周后用细菌NM6003培养的秀丽线虫总数比细菌K12培养的线虫数目多(P<0.05);培养线虫的平板上残余的细菌K12与NM6003之间的比值较没有线虫的对照平板上细菌比值增加(P<0.05)。结论:1.表达DsrA RNA的大肠杆菌可以缩短秀丽线虫的寿命。2.大肠杆菌表达的非编码RNA DsrA降低了秀丽线虫的F42G9.6mRNA的表达水平。3.大肠杆菌表达的DsrA抑制秀丽线虫基因F42G9.6的表达可能并不是通过喂食RNA干扰的途径实现的。4. DsrA对大肠杆菌具有保护作用。
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