小分子RNAのディープシークエンシングにより、Biomphalaria glabrataのmiRNAとpiRNAのレパートリーが明らかになった。

Deep sequencing of small RNAs reveals the repertoire of miRNAs and piRNAs in Biomphalaria glabrata.

• Fábio Ribeiro Queiroz
• Laysa Gomes Portilho
• Wander de Jesus Jeremias
• Élio Hideo Babá
• Laurence Rodrigues do Amaral
• Luciana Maria Silva
• Paulo Marcos Zech Coelho
• Roberta Lima Caldeira
• Matheus de Souza Gomes

抄録

背景:

Biomphalaria glabrata カタツムリは、アメリカやカリブなどの片肺吸虫症の流行地域に広く分布しており、マンソン病に感染しやすいことが知られている。glabrataのゲノムやトランスクリプトームのデータが入手可能になってからは、遺伝子マーカーや低分子ノンコーディングRNAに注目した研究が盛んに行われるようになってきた。小分子RNAは、いくつかの生物の遺伝子発現を細かく制御し、細胞の増殖、代謝、感染に対する感受性・抵抗性などの機能を制御することが重要と考えられてきました。

BACKGROUND: Biomphalaria glabrata snails are widely distributed in schistosomiasis endemic areas like America and Caribe, displaying high susceptibility to infection by Schistosoma mansoni. After the availability of B. glabrata genome and transcriptome data, studies focusing on genetic markers and small non-coding RNAs have become more relevant. The small RNAs have been considered important through their ability to finely regulate the gene expression in several organisms, thus controlling the functions like cell growth, metabolism, and susceptibility/resistance to infection.

目的:

本研究では、B. glabrataの小型ノンコーディングRNA（Bgl-small RNA）のレパートリーを同定し、その特徴を明らかにすることを目的としている。

OBJECTIVE: The present study aims on identification and characterisation of the repertoire of small non-coding RNAs in B. glabrata (Bgl-small RNAs).

方法:

スモールRNAシーケンシング、バイオインフォマティクスツール、定量的逆転写ポリメラーゼ連鎖反応（RT-qPCR）を用いて、B. glabrataにおけるスモールRNAの存在を同定、特徴付け、検証した。

METHODS: By using small RNA sequencing, bioinformatics tools and quantitative reverse transcription polymerase chain reaction (RT-qPCR), we identified, characterised, and validated the presence of small RNAs in B. glabrata.

研究成果:

89個の成熟したmiRNAが同定され、そのうち5個が軟体動物特異的なmiRNAに分類された。モデル生物と比較した場合、B. glabrataのmiRNAの配列は高い保存性を示した。また、同定された成熟miRNAはすべて標的遺伝子が予測された。さらに、B. glabrataのゲノム中にpiRNAが初めて同定された。その結果、B. glabrataのpiRNAは、10位のアデニンに加えて、5'末端の第1ヌクレオチドであるウリジンが強く保存されていることが明らかになった。その結果、B. glabrataは多様な循環型ncRNAのレパートリーを有しており、そのうちのいくつかは、S. mansoniの発生制御に関与している可能性があり、軟体動物の感染性に関与している可能性があることが示された。

FINDINGS: 89 mature miRNAs were identified and five of them were classified as Mollusk-specific. When compared to model organisms, sequences of B. glabrata miRNAs showed a high degree of conservation. In addition, several target genes were predicted for all the mature miRNAs identified. Furthermore, piRNAs were identified in the genome of B. glabrata for the first time. The B. glabrata piRNAs showed strong conservation of uridine as first nucleotide at 5' end, besides adenine at 10th position. Our results showed that B. glabrata has diverse repertoire of circulating ncRNAs, several which might be involved in mollusk susceptibility to infection, due to their potential roles in the regulation of S. mansoni development.

主な結論:

今後、Bgl-small RNAが寄生・宿主関係においてどのような役割を果たしているのかを確認するためには、さらなる研究が必要であり、生物の発生や感染症への感受性に関わるsmall RNAの干渉についての新たな視点を開くことが期待される。

MAIN CONCLUSIONS: Further studies are necessary in order to confirm the role of the Bgl-small RNAs in the parasite/host relationship thus opening new perspectives on interference of small RNAs in the organism development and susceptibility to infection.