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表观遗传机制在后生动物中支持表型可塑性，使其能够对环境变化作出动态响应。DNA甲基化和非编码RNA，包括微小RNA（miRNA）和长链非编码RNA（lncRNA），通过彼此不同但相互关联的机制调控基因表达。在脊椎动物系统中，这些层次构成了整合性网络，其中某些特定miRNA可直接靶向其他表观遗传过程的蛋白质机器（“epi-miRNA”），而特化的lncRNA则可作为竞争性内源RNA（ceRNA），将miRNA从其mRNA靶标中隔离出来。目前尚不清楚，在刺胞动物中是否存在等效的跨层级调控架构；刺胞动物的甲基化组具有无脊椎动物特征，且其miRNA在机制上类似于植物miRNA。在本研究中，我们整合了三种造礁珊瑚（Acropora pulchra、Porites evermanni和Pocillopora tuahiniensis）的匹配RNA测序、small RNA测序和全基因组重亚硫酸盐测序数据，以表征微小RNA（miRNA）、长链非编码RNA（lncRNA）和DNA甲基化的图谱及其调控相互作用，其中包括对刺胞动物类群中epi-miRNA和ceRNA网络的首次描述。在研究物种中，miRNA推定靶向编码一系列表观遗传过程相关因子的转录本，包括DNA甲基化调控因子（TET3、MBD、PRDM14）、泛素信号传导和组蛋白修饰机器，以及miRNA通路本身的组成成分（如AGO、TNRC6）。保守miRNA——miR-100——还表现出物种间分化的靶标共表达模式，提示深度保守的miRNA可能具有谱系特异性的调控作用。我们还鉴定出候选ceRNA网络，其中包括对表观遗传机器转录本的预测性去抑制，这表明lncRNA介导的缓冲作用与直接miRNA调控并行发挥作用。尽管几乎不存在同源miRNA或lncRNA，但在三个进化上彼此分化的物种中均恢复到这些调控相互作用，这表明多层级表观遗传调控是刺胞动物生物学中的一种保守特征。这些结果确立了miRNA和lncRNA对表观遗传机器的直接调控是珊瑚基因调控的活跃组成部分，并为研究多层级表观遗传相互作用如何促进珊瑚对环境变化的耐受性提供了基础性资源。
表观遗传机制在后生动物中支持表型可塑性，使其能够对环境变化作出动态响应。DNA甲基化和非编码RNA，包括微小RNA（miRNA）和长链非编码RNA（lncRNA），通过彼此不同但相互关联的机制调控基因表达。在脊椎动物系统中，这些层级构成整合性的网络，其中特定miRNA可直接靶向其他表观遗传过程的蛋白质机器（“epi-miRNA”），而特化的lncRNA则可作为竞争性内源RNA（ceRNA），将miRNA从其mRNA靶标中隔离出来。具有无脊椎动物特征甲基化组的刺胞动物中，是否也存在等效的跨层级调控架构，以及其miRNA是否如植物miRNA那样以相似机制发挥功能，目前尚不清楚。在此，我们整合了三种造礁珊瑚（Acropora pulchra、Porites evermanni 和 Pocillopora tuahiniensis）的匹配RNA-seq、小RNA-seq和全基因组重亚硫酸盐测序数据，以表征微小RNA（miRNA）、长链非编码RNA（lncRNA）和DNA甲基化的图谱及其调控相互作用，其中包括对刺胞动物类群中epi-miRNA和ceRNA网络的首次描述。在研究物种中，miRNA推定靶向编码一系列表观遗传过程相关因子的转录本，包括DNA甲基化调控因子（TET3、MBD、PRDM14）、泛素信号传导和组蛋白修饰机制相关组分，以及miRNA通路本身的组成成分（如AGO、TNRC6）。保守miRNA——miR-100——还表现出物种间差异化的靶标共表达特征，这提示深度保守的miRNA可能具有谱系特异性的调控作用。我们还鉴定出候选ceRNA网络，其中包括对表观遗传机器相关转录本预测的去抑制作用，表明lncRNA介导的缓冲机制与直接的miRNA调控并行发挥作用。尽管同源miRNA或lncRNA数量很少，但在三个进化上分化显著的物种中均检测到这些调控相互作用，这表明多层级表观遗传调控是刺胞动物生物学中的一个保守特征。这些结果确立了miRNA和lncRNA对表观遗传机器的直接调控是珊瑚基因调控的活跃组成部分，并为研究多层级表观遗传相互作用如何促进珊瑚对环境变化的耐受性提供了基础性资源。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.19.739451v1?rss=1
🏷️ 珊瑚 表观遗传调控 miRNA lncRNA DNA甲基化 ceRNA网络