非编码RNA与基因表达调控

近年来,随着对基因组的深入研究,发现真核生物中存在许多形态和功能各异的非编码RNA分子,这类RNA分子并不表达蛋白质,但它们在基因转录水平、转录后水平及翻译水平起了重要的调控作用。具有调控作用的RNA分子种类非常丰富,如长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)、miRNA、PIWI相互作用RNA(PIWI-interacting RNA,piRNA)、内源性小干扰RNA(endogenous small interfering RNA,endo-siRNA)、竞争性内源RNA(competitive endogenous RNA,ceRNA)等,它们使基因表达过程更为丰富、严谨和有序。本文综述几类典型的非编码RNA对基因表达的调节作用,以助于理解细胞中RNA分子调节网络的功能和机制。     

基因印记与lncRNA

基因印记是一种表观遗传调控机制,在二倍体哺乳动物的发育过程中,基因印记可以调控来自亲代的等位基因差异表达。非编码RNA是不编码蛋白质的RNA,它在RNA水平调控基因表达。研究表明大多数印记基因中存在长非编码RNA（长度>200nt的非编码RNA）的转录,长非编码RNA主要通过顺式的转录干扰作用来实现基因印记。同时基因印记及其相关的长非编码RNA异常表达与许多先天疾病相关,迄今已发现数十种人类遗传疾病与基因印记有关,而lncRNA引起的基因印记在疾病的发生和治疗中起着重要作用。     

长链非编码RNA研究进展

长链非编码RNA(long noncoding RNAs,lncRNAs)是一类长度超过200nt的非编码RNA分子,通过信号分子、诱饵分子、引导分子、支架分子等4种方式在转录水平和转录后水平调控基因的表达。lncRNAs的表达水平相对于蛋白编码基因较低,但它们在X染色体沉默、基因组印迹、染色体修饰、转录激活、转录干扰以及核内运输等方面具有重要的功能。相对于研究较多的非编码小RNA,lncRNAs的功能目前尚不完全清楚。该文从lncRNAs的起源、分类、分子机制、功能和进化等方面综述了lncRNAs的研究进展,为进一步探究lncRNAs的功能和作用机制提供依据。     

NATs对基因调控的作用

通过高通量测序的方法,发现细胞中存在许多非编码蛋白RNA,在生命过程中起着重要的调控作用。NATs属于这一类非编码蛋白RNA。NATs普遍存在于真核、原核生物中,通过与相应的mRNA或靶序列直接或间接作用,对X染色质失活、RNA剪接编辑、转录干扰等方面均产生影响。随着研究的深入,NATs将作为一种有效的工具来研究基因的功能．调控基因的表达,并对基因治疗及改良作物性状方面提供思路与方法。简介了NATs的分类、作用和相关机制。     

RNA干扰引起的非特异性免疫反应及其机制研究探讨

基因的表达失控是疾病发生的主要原因之一,干扰靶基因的表达可能成为有效的治疗手段。RNA干扰技术是近年兴起的基因调控干预方法,其基础,特别是应用研究极受关注,人们期待RNA干扰能成为肿瘤、病毒感染等难治疾病的临床治疗手段。然而,这一新兴技术在应用研究过程中显现出诸多问题,如细胞毒性、引起机体非特异性反应等等。就RNA干扰引起的非特异性免疫反应展开综述,探讨其机制,期望为RNA干扰的应用研究提供一些思考。     

植物非编码RNA的研究进展

非编码RNA(non-coding RNA, ncRNA)是一类广泛存在于多种生物体中,缺乏明确的开放阅读框,不编码蛋白质的RNA分子.目前已从部分植物中分离到一些ncRNA,它们直接以RNA分子的形式在植物体内发挥重要的调节功能,影响细胞分化和个体发育、基因转录调控、mRNA稳定性、RNA加工与修饰、信号传导、以及环境适应调节等.植物ncRNA的研究为深入了解植物的生长发育及系统进化提供了重要信息.     

RNA调控与作物农艺性状改良

具有重要育种价值的基因资源挖掘与功能研究对于现代农业育种应用至关重要.已有大量研究显示,核糖核酸(ribonucleic acid, RNA)在多种植物的生长发育和环境信号应答中发挥重要作用,是调控多种农作物与经济作物复杂农艺性状的重要基因资源.本文综述了小RNA和长链非编码RNA的生成代谢和功能机制,着重介绍了小RNA、长链非编码RNA及其RNA修饰在调控作物产量与品质、抗病与抗逆等方面的研究进展.同时介绍了利用RNA技术改良遗传性状的研究,并展望了RNA技术的开发与利用对于未来农业生物技术应用的重要意义.     

转座子与转座子相关的非编码小RNA

转座子是一种在真核生物基因组中大量存在的可移动DNA序列.非编码小RNA具有广泛的生物学功能,能够在不同层面影响基因的表达.在许多真核生物基因组中,转座子是非编码小RNA的重要来源.最近的一些研究发现,转座子和其衍生非编码小RNA在基因调控中发挥着重要作用,但是国内相关的综述却较少.所以该文从转座子与其衍生的非编码小R...     

长链非编码RNA与肿瘤的关系及其临床价值

长链非编码RNA（long non-coding RNA,IncDNA）是指长度超过200个核苷酸、具有调控基因表达作用的非编码RNA。近年来研究表明,长链非编码RNA在肿瘤的发生、发展过程中发挥着促癌或抑癌作用,它们参与了细胞凋亡调控、肿瘤浸润与转移等过程;另外,它们还通过表观遗传调控的方式影响肿瘤细胞的生长。它们有希望成为新型肿瘤标志物和肿瘤治疗的靶点,在肿瘤诊断和治疗方面显示出良好的临床应用前号。     

真核生物中的微小RNA及其功能研究进展

真核生物中存在两种主要的非编码RNA(non-coding RNA),在真核生物中发挥重要作用。一类为微小RNA(microRNA,miRNA),另一为小干扰RNA(siRNA)。miRNA大小为19～25nt,在体内与蛋白质形成核糖核蛋白复合体(miRNP),在真核基因的表达调控,生长发育中起重要作用。siRNA在RNA干扰(RNA地 interference,RNAi)途径中起定位特异mRNA的作用。miRNA与siRNA有联系也有区别。miRNA在真核生物中的调控机制具有保守性。     

植物RNA沉默机制的研究进展

RNA沉默是真核生物中普遍存在的抵抗病毒复制表达、抑制转座子转座及调控基因表达的监控机制。植物中的RNA沉默(转录水平的基因沉默PTGS)在RdRP的作用、transitive RNAi的双向延伸、沉默效应的系统性传播等方面与动物中有所不同,且植物中的内源性miRNA在数量和种类上也更具多样性。文中就以上方面及RNA沉默在植物中的应用进行了综述。     

In vivo analysis of the RNA interference mechanism in Trypanosoma brucei

Flagellate protozoa of the family Trypanosomatidae, which includes various members of the genera Leishmania and Trypanosoma, are model systems for unicellular pathogens to study fundamentally important biological phenomena. Recently, ablation of gene expression by RNA interference (RNAi) has become the method of choice to study gene function in Trypanosoma brucei, an early divergent eukaryote that infects humans and animals. As has been shown in multicellular organisms, the RNAi mechanism in T. brucei involves processing of double-stranded RNA 24- to 26-nt RNAs, termed small interfering RNAs (siRNAs), which guide degradation of the target mRNA. In this article, we describe some of the methods we employ for the analysis of the RNAi mechanism in T. brucei with particular emphasis on detection, cloning, and fractionation of siRNAs and siRNA complexes.     

反义RNA的作用机理及其在植物基因工程领域的应用

本文综述了反义RNA在原核生物和真核生物中的作用机理,并系统地介绍了反义RNA技术在植物基因过程中的研究进展。     

Secondary structure probing of the human RNase MRP RNA reveals the potential for MRP RNA subsets

RNase MRP is a ribonucleoprotein endoribonuclease involved in eukaryotic pre-rRNA processing. The enzyme possesses an RNA subunit, structurally related to that of RNase P RNA, that is thought to be catalytic. RNase MRP RNA sequences from Saccharomycetaceae species are structurally well defined through detailed phylogenetic and structural analysis. In contrast, higher eukaryote MRP RNA structure models are based on comparative sequence analysis of only five sequences and limited probing data. Detailed structural analysis of the Homo sapiens MRP RNA, entailing enzymatic and chemical probing, is reported. The data are consistent with the phylogenetic secondary structure model and demonstrate unequivocally that higher eukaryote MRP RNA structure differs significantly from that reported for Saccharomycetaceae species. Neither model can account for all of the known MRP RNAs and we thus propose the evolution of at least two subsets of RNase MRP secondary structure, differing predominantly in the predicted specificity domain.     

RNA沉默的结构生物学研究进展

RNA沉默指由长度约为21nt的小RNA介导的特异的基因沉默机制,它控制着许多基本的生命过程,已经成为重要的生物技术手段,在医学上也有巨大的应用价值。近些年对RNA沉默通路中蛋白结构的分析揭示了小RNA加工、运输、修饰和发挥功能过程中大量的分子细节,发现很多RNA沉默蛋白能识别小RNA及其前体分子的特殊分子结构而实现对它们的操作。     

线粒体RNA转录后加工和修饰及其与人类线粒体疾病的关联

线粒体是真核细胞内参与能量生成和物质代谢的重要细胞器，拥有自身的基因组DNA。线粒体基因的表达调控对线粒体功能的维持至关重要。根据分子生物学中心法则，遗传信息是从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质。线粒体DNA（mtDNA）编码13个信使RNA（mRNA）、2个核糖体RNA（rRNA）和22个转运RNA（tRNA）。在转录过程中，合成的各种前体RNA通常还要经历后续的改变才能转变为有活性的成熟RNA分子，这被称为“转录后的加工和修饰”。本文主要综述哺乳动物线粒体基因组编码的3种RNA转录后加工过程及修饰的方式，总结和归纳线粒体RNA修饰位点与相应的修饰酶之间的关系，并进一步探讨哺乳动物线粒体RNA转录后修饰与线粒体疾病发生发展的关联，为人类线粒体相关疾病的诊疗研究提供新的思路。     

小RNA与蛋白质的相互作用

小分子调控RNA,包括siRNA（small interfering RNA）、miRNA（microRNA）和piRNA（piwiinteracting RNA）、hsRNA（heterochromatin associatedsmall RNA）等,是当前生命科学研究的前沿热点。越来越多的证据表明,这些小分子RNA存在于几乎所有较高等的真核生物细胞中,对生物体具有非常重要的调控功能。它们通过各种序列特异性的RNA基因沉默作用,包括RNA干扰（RNAi）、翻译抑制、异染色质形成等,调控诸如生长发育、应激反应、沉默转座子等各种各样的细胞进程。随着对这些小分子调控RNA的发现,一些RNascⅢ酶家族成员、Argonaute蛋白质家族成员及RNA结合蛋白质等先后被鉴定为小RNA的胞内蛋白质合作者,参与小RNA的加工成熟和在细胞内行使功能。本综述简介一些RNA沉默作用途径中重要组分的结构和功能的研究进展。     

Key players in regulatory RNA realm of bacteria

Precise regulation of gene expression is crucial for living cells to adapt for survival in diverse environmental conditions. Among the common cellular regulatory mechanisms, RNA-based regulators play a key role in all domains of life. Discovery of regulatory RNAs have made a paradigm shift in molecular biology as many regulatory functions of RNA have been identified beyond its canonical roles as messenger, ribosomal and transfer RNA. In the complex regulatory RNA network, riboswitches, small RNAs, and RNA thermometers can be identified as some of the key players. Herein, we review the discovery, mechanism, and potential therapeutic use of these classes of regulatory RNAs mainly found in bacteria. Being highly adaptive organisms that inhabit a broad range of ecological niches, bacteria have adopted tight and rapid-responding gene regulation mechanisms. This review aims to highlight how bacteria utilize versatile RNA structures and sequences to build a sophisticated gene regulation network.