[发明专利]miR-45调控线虫寿命的应用和方法

说明书

技术领域

本发明涉及miR-45调控线虫寿命的应用，以及调控线虫寿命的方法和调节线虫体内微小RNA表达量的方法。

背景技术

多年来，科学家们对衰老的机理一直众说纷纭。现在人们普遍认为：衰老主要是由于身体的正常防卫及修复机能衰退导致的。随着遗传学和分子生物学的发展，生物衰老机理的研究在分子水平上获得了突破性的进展。目前人们通过对一些模型生物如秀丽线虫(Caenorhabditis elegans)、果蝇(Drosophila)和小鼠的单一基因突变研究发现，一些基因能够使这些生物的寿命显著延长达6倍以上。并且人们还发现，许多对某一物种(如果蝇)有延长寿命作用的基因在其它物种(如秀丽线虫、小鼠等)中具有相似的作用或者可以找到同源基因。既然生物在进化过程中许多与寿命相关的基因信号通路是非常保守的，那么通过对模型动物秀丽线虫体内与衰老相关的信号通路和基因的研究便有可能帮助我们从基因水平认识和理解人类衰老的原因。

秀丽线虫是一种可以独立生存的线虫，长度约1mm，生活在16℃-25℃温度恒定的环境中。线虫由于个体小、结构简单、细胞定数、生活周期短、发育迅速、易于得到突变体、虫体透明、易于在实验室培养，已成为研究生物发育和衰老的经典模式生物。在实验室20℃的环境下，秀丽线虫平均寿命为二、三周，发育一个世代仅约为4天。近年来以线虫为模型来研究与衰老相关基因的功能以及相关的信号通路取得了长足的发展，让我们对衰老过程有了更深入的了解。

微小RNA(MicroRNA，miRNA)是一类小的核酸分子，由核基因编码，其具有颈环结构的前体经过Dicer等酶的加工之后形成～21-23nt的非编码的成熟的小RNA分子mature miRNA；随后mature miRNA在相关蛋白的协助下通过5’第2-8号碱基与靶基因mRNA 3’UTR完全互补的方式识别靶基因，诱导靶基因mRNA的降解或翻译的抑制。

lin-4是1993年在秀丽线虫中发现的第一个miRNA，功能研究发现它能阶段性调控线虫胚胎后期发育。随着2000年第二个调控线虫时序性发育的miRNA(let-7)的发现，miRNA的研究掀起热潮。miRNA及miRISC(RNA-蛋白质复合物)在动物和植物中广泛表达，并且在物种进化中相当保守，目前已有一小部分miRNA生物学功能得到阐明，这些miRNA参与调节细胞生长，组织分化，生长发育等诸多方面。可以相信，随着研究的深入，miRNA必将在生命起源和物种进化、基因表达调控的复杂性、疾病发生和发展的机制等方面起到更为深远的作用。

机体衰老是一个多因素多基因参与的复杂过程，人类对衰老过程的了解还知之甚少。已知在衰老信号通路中，daf-2与sirt-2.1是线虫衰老调控的两个关键蛋白，在物种间相当保守。此外，耶鲁大学分子发育生物学和细胞发育生物学系证实miRNA对衰老和死亡的调控作用，miRNA可以阻止细胞过早死亡；参与线虫发育时序调控的miRNA lin-4也被证实参与调节线虫的衰老。

发明内容

如本文中所使用的，术语“miR”、“miRNA”、“microRNA”与“微小核糖核酸”具有相同的含义，其在全文中可互换地使用。

因此，本发明的目的是提供一种微小RNA及其反义核苷酸在线虫寿命调控中的应用。

本发明的另一个目的是，提供一种调控线虫寿命的方法。

本发明的又一个目的是，提供一种调节线虫体内微小RNA表达量的方法。

本发明的目的是采用以下技术方案来实现的。

一方面，本发明提供一种微小RNA及其反义核苷酸在线虫寿命调控中的应用，其中所述微小RNA为包含miRNA-45的序列的核苷酸或者其生物活性功能片段或变体，所述的miRNA-45的序列为：序列1，5′-UGACUAGAGACACAUUCAGCU-3’。

优选地，所述的微小RNA为miRNA-45。

优选地，其中所述微小RNA及其反义核苷酸是通过调控靶基因F09F7.5的表达而实现对线虫寿命的调控。

优选地，其中所述微小RNA及其反义核苷酸是通过抑制F09F7.5蛋白翻译而调控靶基因F09F7.5的表达。

优选地，其中所述线虫寿命的调控依赖于sirt-2.1基因的活性。

另一方面，本发明提供一种调控线虫寿命的方法，通过调控线虫体内的miR-45而实现。

优选地，通过在线虫体内增加miR-45的表达量或加入miRNA类似物而实现延长线虫的寿命。