침입성 멍게의 삼투압 스트레스와 miRNA 이형체 동역학

생물 침입의 성공 메커니즘을 이해하는 것은 전 세계적으로 급증하는 생물 침입의 생태학적, 경제적 영향을 해결하는 데 필수적입니다. 표현형 가소성은 환경 변화에 대한 빠른 반응을 가능하게 하여 침입 성공에 중요한 역할을 합니다. 이러한 가소성을 조절하는 분자 중 마이크로RNA(miRNA)는 전사 후 유전자 조절을 통해 스트레스 적응을 매개합니다. 단일 miRNA 유전자좌가 여러 변이체(isomiR)를 생성하여 조절 기능을 다양화하고 환경 회복력을 향상시킬 수 있다는 증거가 늘고 있지만, 생물 침입 시 환경 스트레스 하에서의 발현 동역학과 기능적 중요성은 아직 충분히 탐구되지 않았습니다. 본 연구에서는 침입성이 강한 멍게(Ciona robusta)를 모델로 사용하여 삼투압 스트레스에 대한 miRNA 이형체의 동적 발현과 기능적 분기를 조사했습니다. miRNAome과 전사체 통합 분석을 통해 시간 의존적이고 스트레스 특이적인 발현 패턴을 보이는 10개의 5’ isomiR 생성 miRNA를 발견했습니다. 정규 miRNA와 isomiR 모두 중복되면서도 구별되는 유전자 세트를 표적으로 삼았으며, 특히 유리 아미노산 대사와 이온 수송 관련 경로에서 두드러졌습니다. 기능 분석 결과, isomiR은 정규 miRNA에 비해 신기능화, 하위기능화 또는 혼합 기능 변화를 겪었으며, 일부 경우에는 동일한 표적 유전자에 대해 상반된 조절 효과를 나타냈습니다. 이러한 결과는 삼투압 스트레스가 miRNA 이형체의 빠른 다양화와 기능적 변형을 유도하여 유연하고 동적인 조절 네트워크를 형성함을 보여줍니다. isomiR 조절의 이러한 가소성은 스트레스 내성과 환경 적응력을 향상시켜 다양하고 가혹하며 빠르게 변화하는 환경에서 침입 성공을 촉진하는 데 기여할 것으로 보입니다.