Integrated analysis of mRNA-miRNA expression in Tilapia infected with Tilapia lake virus (TiLV) and identifies primarily immuneresponse genes

Highlights•We first identified the mRNA and miRNA expression profiles of TiLV-infected tilapia.•We identified approximately 5,000 differently expressed mRNAs, most of which are associated with immune responses.•miRNA can regulate the host's immune response by changing the expression of target genes after TiLV infection.AbstractWe investigated differential gene expression in Tilapia infected with the Tilapia Lake virus (TiLV).We used high-throughput sequencing to identify mRNAs and miRNAs involved in TiLV infection progression We identified 25,359 differentially expressed genes that included 863 new genes. We identified 1770, 4142 and 4947 differently expressed genes comparing non-infected controls with 24 and 120 h infections and between the infected groups, respectively. These genes were enriched to 291 GO terms and 62 KEGG pathways and included immune system progress and virion genes. High-throughput miRNA sequencing identified 316 conserved miRNAs, 525 known miRNAs and 592 novel miRNAs. Furthermore, 138, 198 and 153 differently expressed miRNAs were found between the 3 groups listed above, respectively. Target prediction revealed numerous genes including erythropoietin isoform X2, double-stranded RNA-specific adenosine deaminase isoform X1, bone morphogenetic protein 4 and tapasin-related protein that are involved in immune responsiveness. Moreover, these target genes overlapped with differentially expressed mRNAs obtained from RNA-seq. These target genes were significantly enriched to GO terms and KEGG pathways including immune system progress, virion and Wnt signaling pathways. Expression patterns of differentially expressed mRNA and miRNAs were validated in 20 mRNA and 19 miRNAs by qRT-PCR. We also were able to construct a miRNA-mRNA target network that can further understand the molecular mechanisms on the pathogenesis of TiLV and guide future research in developing effective agents and strategies to combat TiLV infections in Tilapia.

آنالیز یکپارچه بیان mRNA - miRNA در تیلاپیا آلوده به ویروس دریاچه تیلاپیا (TiLV)و شناسایی ژن‌های واکنش ایمنی اولیه

نکات برجسته ما ابتدا پروفایل های بیان mRNA و miRNA تیلاپیا عفونی شده با TiLV را شناسایی کردیم. * ما تقریبا ۵۰۰۰ mRNA بیان‌شده متفاوت را شناسایی کردیم، که بیشتر آن‌ها با پاسخ‌های ایمنی مرتبط هستند. miRNA می‌تواند پاسخ ایمنی میزبان را با تغییر بیان ژن‌های هدف پس از عفونت TiLV تنظیم کند. ما از ردیف یابی با توان بالا برای شناسایی mRNA ها و miRNA های درگیر در پیشرفت عفونت TiLV استفاده کردیم. ما ۲۵،۳۵۹ ژن متفاوت بیان‌شده را شناسایی کردیم که شامل ۸۶۳ ژن جدید بودند. ما به ترتیب ۱۷۷۰، ۴۱۴۲ و ۴۹۴۷ ژن بیان‌شده متفاوت را در مقایسه با کنترل‌های غیر آلوده با عفونت‌های ۲۴ و ۱۲۰ ساعته و بین گروه‌های آلوده شناسایی کردیم. این ژن‌ها تا ۲۹۱ عبارت GO و ۶۲ مسیر KEGG غنی شدند و شامل پیشرفت سیستم ایمنی و ژن‌های viریون بودند. تعیین توالی miRNA با توان بالا ۳۱۶ miRNA حفاظت‌شده، ۵۲۵ miRNA شناخته‌شده و ۵۹۲ miRNA جدید را شناسایی کرد. علاوه بر این، ۱۳۸، ۱۹۸ و ۱۵۳ miRNA های بیان‌شده متفاوت به ترتیب بین سه گروه ذکر شده در بالا یافت شدند. پیش‌بینی هدف ژن‌های متعددی از جمله اریتروپویتین ایزوفرم X۲، ایزوفرم آدنوزین د - آمیناز ویژه RNA دو رشته‌ای X۱، پروتئین مورفوژنتیک استخوان ۴ و پروتئین مرتبط با تاکسل را نشان داد که در پاسخگویی ایمنی دخیل هستند. علاوه بر این، این ژن‌های هدف با mRNA های بیان‌شده متفاوت به‌دست‌آمده از RNA - seq همپوشانی دارند. این ژن‌های هدف به طور قابل‌توجهی برای عبارات GO و مسیرهای KEGG شامل پیشرفت سیستم ایمنی، مسیرهای سیگنال دهی ویریون و Wnt غنی شدند. الگوهای بیان mRNA و miRNA های بیان‌شده به صورت متفاوت در ۲۰ mRNA و ۱۹ miRNA توسط qRT - PCR تایید شدند. ما همچنین قادر به ساخت یک شبکه هدف miRNA - mRNA بودیم که بیشتر می‌تواند مکانیسم‌های مولکولی در پاتوژنز TiLV را درک کند و تحقیقات آینده را در توسعه عوامل موثر و استراتژی‌های مبارزه با عفونت TiLV در تیلاپیا هدایت کند.

ترجمه شده با