microRNAs(miRNAs)是广泛存在于哺乳动物中的一种微小、非编码RNA,可以通过靶向吸附调节下游基因的表达,参与多种生物学过程。虽然关于 miRNAs 调控哺乳动物毛色的研究取得了一定的成果,但其调控网络尚不完善,仍需要不断深入研究。前期测序发现,miR-370-5p在白色绵羊皮肤中的表达水平显著高于黑色绵羊,推测其可能参与绵羊皮肤黑色素生成。本研究以绵羊黑色素细胞为研究对象,探究miR-370-5p在绵羊黑色素细胞中的作用。表型检测发现,高表达的miR-370-5p可以显著抑制(P=0.001)酪氨酸酶活性,从而显著降低(P<0.001)黑色素的产生;CCK 8实验检测发现,黑色素细胞转染miR-370-5p后的第4天至第5天,细胞的增殖速率显著降低(P<0.01)。靶基因预测发现,丝裂原活化蛋白激酶8(Mitogen-activated protein kinases, MAP3K8)的3'非翻译区(Untranslated Region, UTR)存在miR-370-5p的靶向结合位点,推测两者可能存在靶向调控关系。双荧光素酶报告载体实验结果显示,miR-370-5p可以靶向吸附MAP3K8-3’UTR。原位杂交实验显示,MAP3K8广泛表达于黑素细胞的细胞质。定量RT-PCR和Western blot结果显示,miR-370-5p显著抑制(P<0.01)MAP3K8的表达。以上结果表明,miR-370-5p可以靶向结合MAP3K8-3’UTR,抑制其表达。siRNA干扰结果显示,黑素细胞中干扰MAP3K8的表达可以显著抑制(P<0.01)细胞增殖,降低(P<0.001)黑色素生成,影响趋势与过表达miR-370-5p一致。靶基因拯救实验结果显示,黑色素细胞中共转染miR-370-5p和MAP3K8-cDNA(含有miR-370-5p靶向结合位点)载体,可以显著上调(P≤0.001)MAP3K8的表达,显著促进细胞增殖(P<0.001)和黑色素产生(P<0.01)。以上结果表明, miR-370-5p通过靶向抑制MAP3K8表达,抑制绵羊黑色素细胞增殖、降低黑色素产量。本研究通过miRNA过表达探明了miR-370-5p对黑色素细胞增殖、酪氨酸酶活性及黑色素产量的影响;通过靶基因干扰、拯救实验解析了miR-370-5p抑制黑色素细胞增殖、酪氨酸酶活性及黑色素生成的分子机制,有助于丰富miRNAs参与毛色形成的调控机制,为后续毛用动物毛色改良提供参考。
之前研究表明活性氧(reactive oxygen species,ROS)在棉铃虫滞育蛹脑中通过调节独特的胰岛素信号通路转导机制来促进滞育。然而,滞育蛹脑中ROS的来源及调控滞育的机制尚不清楚。本研究的结果显示,滞育蛹脑中积累了高水平的线粒体ROS和总ROS,说明线粒体是滞育蛹脑中ROS的主要来源。另外,注射葡萄糖代谢抑制剂2-脱氧-D-葡萄糖可通过提高非滞育蛹脑中线粒体ROS的水平进而延迟蛹的发育。注射代谢物混合物到滞育蛹中可以降低线粒体ROS的水平进而逆转滞育的进程。进一步的研究显示,线粒体ROS可以激活HSP60的表达和活性,进而促进HSP60/Lon复合物的稳定性,从而降解线粒体转录因子A和降低线粒体活性或生成。因此,本研究阐明了ROS通过降低线粒体活性而促进滞育或寿命延长的有益作用。