摘要：MiRNA是一种大小为21～24nt的非编码单链小分子RNA，是生物体内功能基因表达的重要调控分子，其相关研究已成为基因表达调控研究的热点领域。本文对miRNA的特点、功能及其两面性、蜜蜂基因组中miRNA研究的意义及其进展进行了综述。
关键词：蜜蜂；基因组；MiRNA；基因表达调控
1993年，Leee等在秀丽隐杆线虫(Caenorhabditiselegans)中发现第一个MicroRNAs(miRNA)。并发现它能调控基因表达，然而当时并未引起足够的重视。2000年，Reinhan又在线虫中发现了第二个miRNA-let-7，它在线虫、果蝇和人类中高度保守间，在生命活动中具有广泛的调节功能，并在表达上具有时空特异性，至此人们才认识到miRNA的重要作用，miRNA逐渐成为基因表达调控研究的热点。
1MiBNA的特点
MiRNA是一类具有相似特征的非编码内源单链小片段RNA序列，由具有茎环结构的约70～90nt的单链RNA前体经过Dicer酶加工后生成。单链miRNA与RISC(RNA-InducedSilencingComplex)结合形成miRNP复合体后，miRNA通过与靶基因的3’UTR(untranslatedregion)区互补配对，指导miRNP复合体对靶基因mRNA进行切割或者翻译抑制。它与其他小分子RNA的区别主要体现在形成过程，而不是它们调控基因表达的机制。成熟的miRNA约长21～24nt，存在于动物、植物和真菌等多细胞真核生物中，在物种进化中高度保守。
MiRNA是对中心法则中RNA作为中介角色的重要补充，通过调控mRNA的翻译从而参与动植物生长发育、细胞分化、细胞增殖与调亡、激素分泌、肿瘤形成等各种过程。目前在线虫、拟南芥、果蝇、小鼠和人等物种中已经发现数百个miRNAs，其多数具有和其他调控基因表达的基因类似的特征，即在不同组织、不同发育阶段中表达的miRNA及其表达水平有显著差异，表明miRNA在细胞生长和发育的调节过程中起多种作用。
2MiRNA的功能及其两面性
MiRNA通过与mRNA联配的形式对基因行使转录后表达调控的功能。已知的大多数基因以RNA为媒介生产蛋白质，但近来越来越多的RNA基因正在被发现和确证。MiRNA扩展了真核生物基因调控的范。人们普遍认为miRNA在时空上调控基因的表达，最新研究表明miRNA在特定情况下可以激活基因的表达。多数miRNA在表达上具有时空的特异性，如人类基因组中miRNA大约占据基因总数的1％，虽然在不同组织、不同发育阶段，它们的表达量不同，但是多种miRNA在同一个细胞中的表达使得细胞处在一种内在的miRNA环境中，这个环境控制着成千上万的编码基因mRNA的表达水平，使得各种蛋白的表达处在一个合适水平。
2.1MiRNA的负调控作用
一般认为，miRNA通过与靶基因的3’UTR区互补配对，根据配对是否完全，指导miRNA与RISC结合形成的miRNP复合体对靶基因mRNA进行切割或者抑制其翻译成蛋白质，实现其负调控，也能通过影响染色质结构调控转录速率。
2.2MiRNA的正调控作用
之前的研究认为，所有的调控都是负调控，作为补充，耶鲁大学医学院的Vasudevan等研究发现miRNA也具有激活的作用。他们认为激活作用是在细胞周期阻滞过程中miRNP复合体共有的作用。在细胞不同周期中，miRNP复合体的翻译调控作用在抑制和激活之间不断变换：在细胞分裂期，它们抑制翻译，而在Gl/G0阻滞期，它们起激活作用。
3蜜蜂基因组中miRNA研究的意义及其进展
蜜蜂的大脑虽小却有复杂的认知结构，社会组织虽复杂却受分子、遗传神经系统和社会生态学的支配，其生活的社会可以与人类社会相匹敌，既复杂又具内部凝聚力，并能成功应付社会生活带来的种种挑战，包括信息交流、老龄化、社会机能紊乱、传染病、精神疾病和寄生虫等。正是由于这些特征，蜜蜂正逐渐成为社会行为研究的模式生物。
蜜蜂基因组草图的完成为蜜蜂miRNA的发现及其在蜜蜂生长发育过程中所起作用的探索提供契机，这将更有利于蜜蜂在社会行为学、神经生物学、行为遗传学和免疫学等领域发挥其模型作用。
迄今为止，蜜蜂基因组中miRNA研究还相对较少，主要是运用了生物信息学的方法，预测蜜蜂中的miRNA。蜜蜂基因组数据已经被用于miRNA识别技术的基础数据。蜜蜂基因组测序联合会(TheHoneybeeGenomeSequencingConsodium)通过两种计算方法识别了蜜蜂基因组中65个miRNA的候选基因，其中部分已被证实在蜜蜂发育过程中表现出级型特异性。在miRNA的网络数据库miRBaBe有25条预测的数据记录，其中有21个miRNA已被证实在个体发育特定时期的蜜蜂的大脑内表达。此外，对蜜蜂基因组及相关物种miRNA信息进行的3组独立预测计算，确定总共68个候选miRNA，其中包括果蝇基因组中miRNA的直系同源基因。通过qRT-PCR和基因芯片分析的表达筛选，这些预测的候选miRNA大部分已被证实至少在蜜蜂的一个组织中表达。
根据相近物种miRNA的研究结果，目前报道的蜜蜂基因组中的miRNA信息远未接近饱和，因此在对目前已知miRNA进行深入分析的同时，仍有必要进一步对蜜蜂基因组中新的miRNA基因进行发掘。miRNA基因的发现主要有直接克隆法和生物信息学预测两种方法。目前对蜜蜂中miRNA的发现主要是运用了生物信息学方法，这种方法的优点是较少受生物体内miRNA基因数量及其表达丰度的影响，然而由于其基于从少数几种已知miRNA序列中总结的miRNA基因特征，不一定具有普遍性，因此预测结果可能与真实情况有较大的出入。直接克隆法在发现生物体中高丰度和常表达的miRNA上具有无可比拟的优越性。目前，新一代的高通量测序技术己投入使用，如454、Solexa、SOLiD等，使直接克隆法的优势更加明显，但这种方法对于发现基因组上拷贝数目少，且只在特定时期或者特定组织器官中表达的miRNA还是可能造成遗漏。所以两种方法结合使用，互相验证不失为一种好的研究策略。
参考文献(略)
引自《中国蜂业》2008（3）湖北天马养蜂场，加我们的微信一起学养蜂。
陈璇郑火青余东亮胡福良
浙江大学动物科学学院浙江大学沃森基因组科学研究院浙江大学动物科学学院