مروری بر بکارگیری ریزRNAها در بهبود فرایندهای زیستی با هدف ارتقاء سلامت ماهیان
محورهای موضوعی : تشخیص مولکولی نشانگر های بیوشیمیایی و ژنتیکیگیتا پورنیک 1 * , محمدرضا بیگدلی 2 * , مریم بنانج 3 , کاووس نظری 4
1 - دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران شمال
2 - گروه فیزیولوژی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.
3 - گروه زیست شناسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران شمال
4 - سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی
کلید واژه: آبزی پروری پایدار, پاسخ ایمنی, تنظیم بیان ژن, نشانگر زیستی, miRNA.,
چکیده مقاله :
زمینه و هدف: ریزRNAها، ریزمولکول‌های غیرکدکننده با طولی در حدود ۲۲ نوکلئوتید، به‌عنوان تنظیم‌کننده‌های کلیدی بیان ژن در سطوح پسارونویسی شناخته می‌شوند و نقشی بنیادین در تعدیل پاسخ‌های ایمنی و سازگاری ماهیان با بیماری‌ها و تنش‌های محیطی ایفا می‌کنند. این مولکول‌ها با دخالت در مسیرهای ضدویروسی، بهبود مقاومت در برابر استرس‌های فیزیکوشیمیایی، و هدایت فرایندهای رشد و تمایز سلولی، بستر لازم برای ارتقاء سلامت و کارایی زیستی آبزیان را فراهم می‌سازند. هدف از این مطالعه، تبیین نقش‌های زیستی و کاربردی miRNAها در ماهیان و بررسی ظرفیت‌های بالقوه آن‌ها در ارتقاء سلامت و پایداری صنعت آبزی‌پروری است.
مواد و روشها: این پژوهش به‌صورت مقاله مروری انجام شده است. منابع علمی معتبر شامل مقالات پژوهشی، مروری، و گزارش‌های تخصصی منتشر شده در پایگاه‌های داده بین‌المللی و داخلی مورد جست‌وجو و انتخاب قرار گرفتند. فرآیند گردآوری اطلاعات به روش کتابخانه‌ای انجام شد و تحلیل‌ها بر اساس ارزیابی انتقادی داده‌های موجود و مقایسه تطبیقی یافته‌ها صورت گرفت.
نتایج: بررسی شواهد علمی نشان داد که miRNAها در مسیرهای متعدد مرتبط با ایمنی، مقاومت به بیماری‌ها، و سازگاری با استرس‌های محیطی در ماهیان نقش فعالی دارند. این مولکول‌ها می‌توانند به‌عنوان ابزارهای نوین در توسعه سامانه‌های تشخیص سریع بیماری، درمان‌های مولکولی هدفمند، و برنامه‌های اصلاح‌نژادی پیشرفته به کار روند. همچنین، استفاده از فناوری‌های مبتنی بر miRNA می‌تواند به کاهش تلفات، افزایش بهره‌وری و بهبود کیفیت تولید در صنعت آبزی‌پروری کمک کند.
نتیجه گیری: یافته‌ها بیانگر ظرفیت بالای کاربرد miRNAها در گذار از مدیریت واکنشی به مدیریت پیش‌بینانه و هوشمند سلامت آبزیان است. تحقق این امر نیازمند سرمایه‌گذاری در زیرساخت‌های تحقیقاتی، آموزش نیروی متخصص، و توسعه فناوری‌های بومی متناسب با شرایط صنعت آبزی‌پروری کشور است. به‌کارگیری این رویکرد می‌تواند گامی مؤثر در جهت پایداری و رقابت‌پذیری این صنعت در مقیاس ملی و بین‌المللی باشد.
Background and Objective: MicroRNAs (miRNAs), small non-coding molecules approximately 22 nucleotides in length, are recognized as key regulators of gene expression at the post-transcriptional level and play a fundamental role in modulating immune responses and enabling fish adaptation to diseases and environmental stressors. By modulating antiviral pathways, enhancing resistance to physicochemical stresses, and directing cellular growth and differentiation processes, miRNAs provide the necessary basis for improving the health and biological performance of aquatic animals. This study aims to elucidate the biological and functional roles of miRNAs in fish and to examine their potential applications for enhancing health and sustainability in the aquaculture industry.
Materials and Methods: This work was conducted as a narrative review. Relevant scientific resources—including research articles, review papers, and technical reports published in reputable international and national databases—were systematically searched and selected. Information was collected using a library-based approach, and data were analyzed through critical evaluation and comparative interpretation of the available evidence.
Results: Evidence indicates that miRNAs are actively involved in multiple pathways related to immunity, disease resistance, and environmental stress adaptation in fish. They can serve as innovative tools for developing rapid disease diagnostic systems, targeted molecular therapies, and advanced breeding programs. Moreover, miRNA-based technologies have the potential to reduce mortality, increase productivity, and improve product quality in aquaculture.
Conclusion: The findings highlight the high potential of miRNA applications in transitioning from reactive to predictive and intelligent aquatic animal health management. Achieving this shift requires investment in research infrastructure, training of specialized personnel, and the development of locally adapted technologies. Implementing such approaches could significantly enhance the sustainability and competitiveness of the aquaculture industry at both national and international levels.
1. Chendrimada T.P, Finn KJ, Ji X, Baillat D, Gregory RI, Liebhaber SA, Shiekhattar R. MicroRNA silencing through RISC recruitment of eIF6. Nature. 2007; 447(7146): 823-828.
2. Vasudevan S, Tong Y, and Steitz JA. Switching from repression to activation: microRNAs can up-regulate translation. Science. 2007; 318(5858): 1931-1934. https://doi.org/10.1126/science.1149460
3. Yusuff S, Kurath G, Sun Kim M, Tesfay T, Li J, McKeeny D. and Vakhari V. The glycoprotein, non viron protein, and polymerase of viral hemorrhagic septicemia virus non determinets of host-specific virulence in rainboe trout. Virology Journal. 2019; 31: 16-31. https://doi.org/10.1186/s12985-019-1139-3
4. Bela-ong D, Schyth BD. and Lorenzen N. Involvement of two microRNAs in the early immune response to DNA vaccination against a fish rhabdovirus, Immunology and Vaccinology. 2014; 33(28): 3215-3222. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2015.04.092
5. Badr AA. Application of circulatin microRNAs to diseases diagnosis in veterinary medicine. 1 st National Conference on Modern Veterinary Technologies. Amol University of Special Modern Technologies, 2021 September, Amol, Iran. (In Persian)
6. Ramachandran V. & Chen X. Degradation of microRNAs by a family of exoribonucleases in Arabidopsis. Science. 2008; 321: 1490-1492. https://doi.org/10.1126/science.1163728
7. Pournik G, Bigdeli MR, Bananej M, Nazari K. Changes in miR-462 gene expression of rainbow trout in response to cerebral hemorrhage caused by viral hemorrhagic septicemia (VHS). Iranian Journal of Fisheries Sciences. (2025) in press http:doi.org/10.22092/ijfs.2025
8. Zhang Bc, Zhou ZJ & Sun L. pol-miR-731, a teleost miRNA upregulated by megalocytivirus, negatively regulates virus-induced type I interferon response, apoptosis and cell cycle arrest. Scientific Reports. 2016; 6: 28354. https://doi.org/10.1038/srep28354
9. Jeyachandran S, Chellapandian H, Park K, Kwak IS. A Review on the Involvement of Heat Shock Proteins (Extrinsic Chaperones) in Response to Stress Conditions in Aquatic Organisms. Antioxidants (Basel). 2023; 18, 12(7): 1444. https://doi.org/10.3390/antiox12071444
10. Najib A, Kim MS, Choi SH, Kang YJ, Kim KH. Changes in microRNAs expression profile of olive flounder (Paralichthys olivaceus) in response to viral hemorrhagic septicemia virus (VHSV) infection. Fish & Shellfish Immunology. 2016; 51: 384-391. https://doi.org/10.1016/j.fsi.2016.03.014
11. Chang TC. & Mendell JT. microRNAs in vertebrate physiology and human disease. Annual Review of Genomics and Human Genetics. 2007; 8: 215-39. https://doi.org/10.1146/annurev.genom.8.080706.092351
12. Huang W. MicroRNAs: Biomarkers, Diagnostics, and Therapeutics. Methods in Molecular Biology. 2017; 1617: 57-67. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-7046-9_4
13. Tripathi PH, Pandey A, Ciji A, Pande V, Rajesh M, Kamalam BS, Akhtar MS. Molecular characterization of four innate immune genes in Tor putitora and their comparative transcriptional abundance during wild- and captive-bred ontogenetic developmental stages. Fish and Shellfish Immunology Reports. 2022; 3: 100058. https://doi.org/10.1016/j.fsirep.2022.100058