RNA修饰的生物学功能

上百种RNA修饰已经被发现,广泛分布于转运RNA(t RNA)、信使RNA(m RNA)、核糖体RNA(r RNA)及其他非编码RNA中。m RNA和t RNA上的一些RNA修饰被发现可逆动态调控且具有重要的生物学功能,如表观转录组修饰N~6-甲基腺嘌呤(m~6A)可以被甲基转移酶"写"、去甲基酶"擦除"及结合蛋白"读"。m~6A通过m~6A结合蛋白调控RNA加工代谢过程,从而传递m~6A对下游生理病理调控效应。该文拟从不同类型RNA出发,综述RNA修饰在m RNA、t RNA及其他RNA的代谢加工过程和相关功能中的调控作用,以及由此所影响的生理病理调控效应。     

RNA修饰检测技术

目前在RNA上已发现超过一百种化学修饰,这些修饰相关的测序技术开发和功能研究发展迅速。关于RNA修饰的相关研究领域被称为"RNA表观遗传学"。为了对RNA修饰的含量和位置进行检测,研究人员利用液相色谱、质谱和高通量测序等技术开发了多种定量或定点的RNA修饰检测方法。该文对这些方法进行了归纳整理,并对每种方法的基本原理和应用进行了介绍。     

精子RNA及RNA修饰在获得性遗传中的研究进展

越来越多的证据表明,上一代在环境压力下产生的某些获得性性状可以"记忆"在配子中,并以一种不依赖DNA序列的方式传递给下一代,这种现象被称为获得性遗传。然而,关于精子中介导获得性遗传现象的分子机制尚不清楚。近年来,随着精子RNA领域的发展,我们实验室率先发现精子中一类来源于成熟tRNA的小RNA (tRNA-derived small RNAs, tsRNAs)及其RNA修饰可以作为一种新型的表观遗传信息载体,介导父代获得性代谢紊乱性状向子代传递。此外,我们进一步发现了调控精子RNA介导获得性遗传的关键分子——tRNA甲基转移酶DNMT2,从RNA修饰及修饰酶的角度为获得性遗传的机制研究打开了新思路。鉴于该领域的迅速发展,该文拟从精子tsRNAs、RNA修饰以及DNMT2的角度综述近年来精子RNA及RNA修饰介导的获得性遗传机制的研究进展。     

核仁小RNA源性小RNA

最新研究结果表明,一些与RNA介导基因沉默相关的小RNA由核仁小RNA(small nucleolar RNA,snoRNA)加工产生,这种小RNA被称为核仁小RNA源性小RNA(snoRNA derived small RNA,sdRNA)。sdRNA现象分布物种广;涉及的snoRNA种类全,数量多;产生的小RNA分子大小不一、数量、种类多。表明这种小RNA在生物中存在着广泛的普遍性。sdRNA的发现拓展了snoRNA的功能,揭示了snoRNA与RNA介导的基因沉默之间的紧密关系,增强了snoRNA在RNA调控网络中的重要性,并为进一步研究RNA调控网络开启了一扇门。     

真菌RNA沉默机制研究进展

RNA沉默(RNA silencing)或者RNA干扰(RNA interference)是由dsRNA(double-stranded RNA)介导的序列特异性降解或者抑制与起始dsRNA一样或者高度相似RNA的一种机制,在进化上存在保守性,具有基因调控、防御外源核苷酸入侵的功能。真菌RNA沉默依据sRNA来源不同,分为多种途径,主要有quelling、qiRNA、MSUD。参与不同途径的主要有Argonaute、Dicer、RdRP3种核心蛋白质,并且在不同真菌中数目变化很大,反映出真菌RNA沉默的多样性。有些真菌的RNA沉默在进化的过程中丢失,在抗病毒机制上进化出"互换"的killer系统。     

非编码RNA与医学

正20世纪50年代可谓是"基因元年",发现了DNA双螺旋结构并提出遗传学中心法则。传统意义上的中心法则指的是遗传信息从DNA经由RNA流向蛋白质。该法则在一个时代里成为了细胞生物学最重要的基本法则,然而,过去10年对长短链非编码RNA(non-coding RNA,nc RNA)的广泛研究极大地补充和改变了该法则,提出RNA可以直接作为功能分子参与调控生命活动。基因组中非编码     

真核生物环形RNA编码蛋白的研究进展

环形RNA是一类广泛存在于真核细胞的内源性RNA,其由前体RNA反向剪接形成,呈闭环结构,没有5’端帽子结构及3’端polyA尾巴。一直以来,环形RNA被认为没有编码能力,不能编码蛋白质,只是作为microRNA"海绵"等方式,发挥调控功能。然而,近年来随着对环形RNA研究的不断深入,部分环形RNA被发现可通过非帽依赖翻译起始机制编码蛋白质。并且,环形RNA编码的蛋白质被证实在多个细胞过程中发挥着至关重要的作用。对目前环形RNA编码蛋白的研究现状进行综述,并对目前环形RNA编码蛋白的相关生物信息学工具进行了总结。     

长非编码RNA研究进展

长非编码RNA是指一类长度大于200个核苷酸、不编码蛋白质的非编码RNA.越来越多的研究表明,人类基因组中高达90%的非编码蛋白质的区段同样具有重要作用,而不是所谓的"转录噪声".针对长非编码RNA的功能研究表明,其在转录起始的调控、转录及转录后的调控中均发挥着重要作用,因而影响着各种各样的生物学过程.本综述围绕近几年长非编码RNA的研究成果,总结了长非编码RNA的起源与进化、新型的长非编码RNA类型、典型的长非编码RNA作用机制以及长非编码RNA在发育与细胞重编程过程中的研究,同时也概述了长非编码RNA与表观遗传调控和癌症的关系以及长非编码RNA研究的相关技术.系统发现长非编码RNA并阐明其功能机制,将对现代生命科学具有重大的意义.     

非编码RNA和RNA沉默

生物体内存在大量的非编码RNA ,它们形态各异 ,功能也千差万别 ,在生物的生长、发育、分化进程中扮演着不同的角色 ,尤其是siRNA ,它是RNA沉默的诱因。RNA沉默是真核生物特有的现象 ,它需要一系列因子的参与 ,其中RNA依赖性的RNA聚合酶是沉默起始的关键 ,Dicer酶是形成siRNA的基础 ,而RNA沉默诱导复合体 (RSIC)等是发生RNA沉默“链式反应”的关键因子     

时序调控小分子RNA的研究进展

长期以来,RNA被认为在细胞中只传递信息和氨基酸,但现在因其多功能而颇受瞩目.小分子RNA能够关闭一种线虫的基因,相似于植物中的"基因沉默",基因功能研究因此又向前迈进了一步.主要对时序调控小分子RNA在基因表达调控中的作用,即其对发育时间机制的控制进行了论述.     

RNA编辑功能和RNA干扰

RNA编辑被认为是生命体一种新的基因加工与修饰现象,是指DNA转录成RNA后除RNA剪切外的其他加工过程,以核苷酸的删除、插入或替换等方式改变遗传信息,揭示生物进化过程中基因修饰和调控的另一个重要途径,是对中心法则的重要补充.而RNAi是一种由dsRNA介导的,在转录水平、转录后水平和翻译水平上阻断基因表达的基因调节途径.着重介绍 RNA编辑功能、RNA编辑与RNA干扰关系.     

军事医学科学院近年RNA研究进展

RNA研究一直是生命科学最重要的领域之一.军事医学科学院在RNA研究方面主要集中在RNA病毒的基础研究、RNA相关技术平台的建立和应用、核酶研究及反义核酸等几个方面.在非编码微小RNA（miRNA）和RNA的生物信息学方面也开展了许多工作,取得了较好的成绩.多种功能RNA组学研究中的关键技术平台在军事医学科学院建立并得到广泛应用,培养了一批RNA研究专业技术人才,为进一步深入开展功能RNA研究奠定良好基础.     

双链RNA

一般认为,DNA分子是由双链形成的双螺旋结构(Watson-crick模型),而RNA分子是单链的,其中只有部分碱基序列自相互补,形成局部折迭的双螺旋。但生物界还存在有像DNA分子结构那样的,完全是双链的高分子量RNA(double-stranded RNA,以下简称ds RNA)。由于这种ds RNA是许多病毒--双链RNA病毒(Diplornaviruses)     

反义RNA技术

反义RNA(antisence RNA)是一种与特异mRNA互补的RNA分子,它通过配对碱基间氢键作用与对应的RNA形成双链复合物,抑制RNA的翻译过程。利用人工合成或生物体合成特定互补RNA片段(或其化学修辞产物)抑制或封闭基因表达技术,称为反义RNA技术。本文综述了反义RNA作用机理,合成途径,并展示了该技术在研究基因功能,防治肿瘤、遗传病以及人工免疫等方面广阔的应用前景。一、反义RNA抑制基因表达机理许多实验证明,原核类生物如细菌、粘菌,     

酿酒酵母菌核糖体RNA沉降系数的初步研究

为研究酿酒酵母菌核糖体RNA(rRNA)的沉降系数,用酶解法和液氮研磨法裂解酿酒酵母菌的细胞壁,Trizol Reagent提取其总RNA,同时提取小白鼠和斑马鱼的总RNA进行比较.经紫外分光光度计检测和甲醛琼脂糖变性胶电泳后,RNA纯度好,条带清晰,无弥散或降解现象.试验发现,与酶解法相比,用液氮研磨法破碎酿酒酵母菌细胞壁提取总RNA所用的成本低,时间少,产率和纯度高,适用于少量样品RNA的提取.同时,酿酒酵母菌与斑马鱼和小白鼠总RNA电泳图谱表明,三者的"18S rRNA"在条带大小方面差异较小,而"28S rRNA"差异较大.利用分析型离心机测得的酿酒酵母菌两个较大rRNA的沉降系数分别为24.7S和18.1S.研究结果表明了真核生物rRNA种类的多样性.     

催化活性RNA

近年来发现,某些原核生物RNaseP的RNA亚基具有催化活性。它们能在无任何蛋白质存在的条件下催化前体转运RNA 5′端的成熟反应。催化活性RNA以及自我切接(割)RNA的发现,给传统的酶概念和生命起源的研究带来了新内容。     

RNA结合蛋白与RNA互作鉴定技术

RNA结合蛋白（RNA binding proteins,RBPs）通过与RNA相互作用,广泛参与到RNA的剪切、转运、编辑、胞内定位及翻译调控等过程中。RNA领域尤其是非编码RNA（non-coding RNA,ncRNA）研究的快速发展,催生了多种RBPs RNAs相互作用鉴定技术。这些技术反之又推动了 RNA领域的研究进程。本文对紫外交联免疫沉淀（ultraviolet crosslinking and immunoprecipitation,CLIP）,CLIP cDNA文库高通量测序 (high-throughput sequencing of CLIP cDNA library,HITS-CLIP),光活化核苷增强的CLIP(photoactivatable-ribonucleoside-enhanced crosslinking and immunoprecipitation,PAR-CLIP),单核苷酸分离CLIP (individual nucleotide resolution CLIP,iCLIP),TRIBE (targets of RNA-binding protein identified by editing),RNA 标记,相互作用组捕获(interactome capture,IC) 和SerIC (serial RNA interactome capture)等RBPs-RNAs相互作用鉴定技术的基本原理和优缺点以及应用进行综述。     

RNA结合蛋白与RNA相互作用鉴定技术

RNA结合蛋白(RNA binding proteins,RBPs)通过与RNA相互作用,广泛参与到RNA的剪切、转运、编辑、胞内定位及翻译调控等过程中。RNA领域尤其是非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)研究的快速发展,催生了多种RBPs-RNAs相互作用鉴定技术。这些技术反之又推动了RNA领域的研究进程。本文对紫外交联免疫沉淀(ultraviolet crosslinking and immunoprecipitation,CLIP),CLIP cDNA文库高通量测序(high-throughput sequencing of CLIP cDNA library,HITS-CLIP),光活化核苷增强的CLIP(photoactivatable-ribonucleoside-enhanced crosslinking and immunoprecipitation,PAR-CLIP),单核苷酸分离CLIP(individual nucleotide resolution CLIP,i CLIP),TRIBE(targets of RNA-binding protein identified by editing),RNA标记,相互作用组捕获(interactome capture,IC)和Ser IC(serial RNA interactome capture)等RBPs-RNAs相互作用鉴定技术的基本原理和优缺点以及应用进行综述。     

依赖RNA的RNA聚合酶介导RNA干扰的扩增效应

RNA干扰(RNA interference,RNAi)是一种非常高效的基因沉默效应,RNA依赖性RNA聚合酶(RNA—de—pendent RNA polymerase,RdRP)介导的扩增作用可能是RNAi具有高效性的一个主要原因。了解RdRP在生物体中存在的证据、RdRP及其复合体的结构、次级siRNA的产生及转移性RNAi的发生机制等问题,对深入理解RNAi的作用机制和促进RNAi的临床应用有重要意义。