Isolation of new micro RNAs from the diamondback moth (Lepidoptera: Yponomeutidae) genome by a computational method

R. Ellango, R. Asokan, Riaz Mahmood, V. V. Ramamurthy, N. K. Krishna Kumar

Abstract


The diamondback moth, Plutella xylostella (L.) (Lepidoptera: Yponomeutidae) is a serious pest of crucifers, worldwide, and has developed high levels of resistance to insecticides including Bacillus thuringiensis (Bt). This serious situation requires the identification of non-chemical, alternate, futuristic pest management strategies, which might involve gene silencing. This would first require the identification of small RNAs and their targets, and later their suitable deployment. Micro RNAs (miRNAs) are a class of small RNAs directly involved in various biological functions by regulating gene expression at the post transcriptional level. Finding new miRNAs and predicting their targets from Insect genome would lead to better understanding of their diverse functions. In the present study we have identified 8 new mature miRNAs of P. xylostella and predicting their mRNA targets by computational methods. The following 4 miRNAs are reported for the first time in arthropods, viz., miR-244, miR-3529, miR-4704, and miR-7267. We have also analyzed the precursor sequences of the newly identified miRNAs, and we have predicted their secondary structure with minimum free energy index, MFEI, which ranges 0.85 to 1.24. The mRNA target predictions for novel miRNAs were carried out using the Miranda program employing the available putative gene set sequences of P. xylostella.

 

La polilla de la col, Plutella xylostella (L.) (Lepidoptera: Yponomeutidae) es una plaga seria de las crucíferas, en todo el mundo, y ha desarrollado un alto nivel de resistencia a los insecticidas que incluyen Bacillus thuringiensis (Bt). Esta situación seria requiere de la identificación de estrategias futuristicas, no químicas, alternas de manejo de plagas, lo que podría implicar el silenciamiento de genes. Esto requeriría primero la identificación de pequeños ARNs y sus posibles objetivos, y luego su despliegue adecuado. Los micro ARNs (miARNs) son una clase de pequeños ARNs directamente implicados en diversas funciones biológicas mediante la regulación de la expresión del gen a nivel post transcripcional. Al encontrar las nuevas miARNs y sus objetivos del genoma de insectos llevaría a una mejor comprensión de sus diversas funciones. En el presente estudio se han identificado 8 nuevos miARNs de P. xylostella y sus posibles objetivos por métodos computacionales. Los siguientes 4 miRNAs se reportan por primera vez en los artrópodos: miR-244, miR-3529, miR-4704 y miR- 7267. Hemos analizado también las secuencias precursoras de los miARNs recientemente identificados, y a la vez predicho su estructura secundaria con mínimo de energía libre, MEL, que es desde 0.85 hasta 1.24. Las predicciones objetivo de ARNm para nuevos miRNAs se llevaron a cabo mediante el programa Miranda empleando las secuencias de genes putativos disponibles de P. xylostella.

 

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Keywords


biological functions; insect genome; microRNA; Miranda program; Plutella xylostella; target prediction

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