MicroRNAs are important coordinators of circadian regulation that mediate the fine‐tuning of gene expression. Although many studies have shown the effects of individual miRNAs on the circadian clock, the global functional miRNA‐mRNA interaction network involved in the circadian system remains poorly understood. Here, we used CLEAR (Covalent Ligation of Endogenous Argonaute‐bound RNAs)‐CLIP (Cross‐Linking and Immuno‐Precipitation) to explore the regulatory functions of miRNAs in the circadian system by comparing the miRNA‐mRNA interactions between Drosophila wild‐type strain W1118 and a mutant of the key circadian transcriptional regulator Clock (Clkjrk). This experimental approach unambiguously identified tens of thousands of miRNA‐mRNA interactions in both the head and body. The miRNA‐mRNA interactome showed dramatic changes in the Clkjrk flies. Particularly, among ~300 miRNA‐mRNA circadian relevant interactions, multiple interactions involving core clock genes pdp1, tim, and vri displayed distinct changes as a result of the Clk mutation. Based on the CLEAR‐CLIP analysis, we found a novel regulation of the circadian rhythm and sleep by the miR‐375‐timeless interaction. The results indicated that Clk disruption abolished normal rhythmic expression of miR‐375 and the functional regulation occurred in the l‐LNv neurons, where miR‐375 modulated the circadian rhythm and sleep via targeting timeless. This work provides the first global view of miRNA regulation in the circadian rhythm.

中文翻译：

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miR-375-永恒相互作用对果蝇昼夜节律和睡眠的调节

MicroRNA 是调节基因表达微调的重要昼夜节律调节因子。尽管许多研究表明单个 miRNA 对生物钟的影响，但对昼夜节律系统中涉及的全局功能性 miRNA-mRNA 相互作用网络仍然知之甚少。在这里，我们使用 CLEAR（内源性 Argonaute 结合的 RNA 的共价连接）-CLIP（交叉连接和免疫沉淀）通过比较果蝇野生型菌株之间的 miRNA-mRNA 相互作用来探索 miRNA 在昼夜节律系统中的调节功能。 W1118 和关键昼夜节律转录调节器时钟 (Clkjrk) 的突变体。这种实验方法明确地确定了头部和身体中数以万计的 miRNA-mRNA 相互作用。miRNA-mRNA 相互作用组在 Clkjrk 果蝇中显示出巨大的变化。特别是，在约 300 个 miRNA-mRNA 昼夜节律相关相互作用中，涉及核心时钟基因 pdp1、tim 和 vri 的多重相互作用由于 Clk 突变而表现出明显的变化。基于 CLEAR-CLIP 分析，我们发现了一种通过 miR-375-永恒相互作用对昼夜节律和睡眠的新调节。结果表明，Clk 中断消除了 miR-375 的正常节律表达，并且功能调节发生在 l-LNv 神经元中，其中 miR-375 通过靶向 timeless 调节昼夜节律和睡眠。这项工作提供了关于昼夜节律中 miRNA 调控的第一个全局视图。基于 CLEAR-CLIP 分析，我们发现了一种通过 miR-375-永恒相互作用对昼夜节律和睡眠的新调节。结果表明，Clk 中断消除了 miR-375 的正常节律表达，并且功能调节发生在 l-LNv 神经元中，其中 miR-375 通过靶向 timeless 调节昼夜节律和睡眠。这项工作提供了关于昼夜节律中 miRNA 调控的第一个全局视图。基于 CLEAR-CLIP 分析，我们发现了一种通过 miR-375-永恒相互作用对昼夜节律和睡眠的新调节。结果表明，Clk 中断消除了 miR-375 的正常节律表达，并且功能调节发生在 l-LNv 神经元中，其中 miR-375 通过靶向 timeless 调节昼夜节律和睡眠。这项工作提供了关于昼夜节律中 miRNA 调控的第一个全局视图。