Identification of miRNA Profile and In-Silico Analysis of Identified miRNA Functions at Different Stages of Axolotl Tail Regeneration

INTRODUCTION: Regeneration is the process of the restoration of an injured organ, extremity, or tissue without functional loss. Axolotl, a species of aquatic salamander, can perform successful regeneration after a non-lethal injury to internal organs, the central nervous system, and extremities. miRNAs targeting mRNAs have essential roles in post-transcriptional regulation by decreasing the translational level. This study was an investigation of changes in the miRNA profile and the effect of miRNAs on molecular pathways during tail regeneration.
METHODS: 60 axolotls 6 to 8 cm in length was amputated and the animals were randomly divided into 4 groups. Tissue samples were taken just after amputation (day 0 sample), and on the first, fourth, and seventh day of regeneration. miRNAs were identified in the collected samples using next generation sequencing. Among the identified miRNAs, those demonstrating significant change at different stages of regeneration were analyzed to explore the pathways regulated.
RESULTS: Of the identified miRNAs, 52 that changed (increased or decreased) by 1.5 times or more were used in molecular pathway analysis. It was found that miRNAs upregulated during regeneration controlled homeostatic pathways, while downregulated miRNAs controlled the cell cycle and cell cycle regulating pathways.
DISCUSSION AND CONCLUSION: miRNAs act in fundamental processes, such as homeostasis, development, growth, and regulation of disease. A shift in the miRNA profile is necessary to achieve progress and the successful accomplishment of regeneration. In this study, the dynamic alterations of increased and decreased miRNAs levels were identified and the putative effects on molecular pathways were examined.

Aksolotl Rejenerasyonunun Farklı Evrelerinde miRNA Profilinin Bulunması ve Bulunan miRNA’ların Görevlerinin In-siliko Analizi

GİRİŞ ve AMAÇ: Rejenerasyon, fonksiyonel bir kayıp yaşamadan hasarlı dokunun, organın ya da uzvun restore edilmesi işlemidir. Su semenderlerinden olan Aksolotl kendisini öldürmeyecek iç organ, merkezi sinir sistemi ve uzuv hasarlarını başarı ile tamir edebilmektedir. miRNA’lar hedef mRNA’ların translasyon düzeyini düşürerek yazılım sonrası gen ifadesinin kontrolünde önemli roller üstlenirler. Biz de bu çalışmada Aksolotl’un kuyruk rejenerasyonu sırasında değişen miRNA profilini ve bu miRNA’ların moleküler yolaklara olası etkilerini araştırdık.
YÖNTEM ve GEREÇLER: 6-8 aylık 60 adet Aksolotl’un kuyruk bölgesinden ampütasyon yapılmış ve hayvanlar 4 gruba ayrılmıştır. Ampütasyondan hemen sonra (0. gün) ve rejenerasyonun 1., 4. ve 7. günü örnek toplanmıştır. Toplanan örneklerden yeni nesil dizileme yöntemi ile miRNA tespiti yapılmıştır. Bulunan miRNA’lar içinde rejenerasyonun farklı evrelerinde miktarı anlamlı olarak değişenlerin hangi yolakları regüle ettiği analiz edilmiştir.
BULGULAR: Bulunan miRNA’lar içinden 52 tanesinin miktarı 1.5 kat ve üzeri değiştiği (arttığı veya azaldığı) için bu miRNA’lar yolak analizlerinde kullanılmıştır. Rejenerasyon ile birlikte artış gösteren miRNA’ların hemostazla ilişkili yolakları regüle ettiği görülmüştür. Rejenerasyon sürecinde azalış gösteren miRNA’ların ise hücre bölünmesi ve hücre bölünmesinin kontrolü ile ilgili yolakları regüle ettiği bulunmuştur.
TARTIŞMA ve SONUÇ: miRNA’lar canlılıkta birçok görev (hemostaz, gelişim, büyüme ve hastalık durumunun regülasyonu vb.) üstlenirler. miRNA profilinin değişmesi rejenerasyonun başarı ile sürmesi ve tamamlanması için gerekli bir mekanizmadır. Biz de bu çalışmada Aksolotl’un kuyruk rejenerasyonu sürecinde miktarı artan ve azalan miRNA’larının dinamik değişimini tanımlayıp, bu değişimin moleküler yolaklar üzerine etkisini araştırdık.