非编码RNA与哺乳动物基因组印记的起源

基因组印记是由亲本来源不同而导致等位基因表达差异的一种遗传现象,主要发生在胎盘哺乳动物（真哺乳类）和显花植物中.大部分印记基因都分布在印记基因簇内,其中包含大量的非编码RNA基因.印记基因的表达受印记控制区（ICRs）的顺式调控.基因组印记产生的原因及过程是现代遗传学研究的一个热点问题,分析印记同源区从非印记物种到印记物种的过渡,为解决这一问题提供了重要启示.最近,原始哺乳动物（有袋类和单孔类）模式物种全基因组测序的完成,极大地促进了印记同源区的比较分析研究.本文对这些研究进行了回顾和分析,发现非编码RNA与哺乳动物基因组印记获得关系密切.主要依据为：（1）伴随着基因组印记的获得,印记区有大量的非编码RNA新基因出现;（2）与基因组印记相关的一些保守非编码RNA的表达发生了显著变化.此外,对15种脊椎动物中印记snoRNA基因系统分析的结果表明：印记snoRNA起源于真哺乳类与有袋类动物分化之后,并且在真哺乳类辐射进化之前发生了迅速的扩张,主要的基因家族在这一时期已经形成.这些结果进一步证明了非编码RNA与基因组印记获得的密切联系.非编码RNA可能主要通过调控印记表达和诱导染色体表观遗传修饰两种机制,参与哺乳动物基因组印记的获得.     

基因组印记对个体发育及动物克隆的影响

介绍了印记基因对个体发育及动物克隆的深远影响。通过分析有关印记基因起源的几种不同假说,展现印记基因的作用方式与功能;探讨印记基因特殊的形成机制,有助于深入理解这一表观遗传修饰调节对动物个体发育和动物克隆的影响。印记基因对哺乳动物胎儿的发育具有十分重要的作用,对个体的生长与行为也有一定影响,特别是对胎盘发育极为重要。一旦表达失控就会导致多种疾病发生,大量证据表明许多肿瘤的发生都与其相应基因组印记丢失有关。在当前动物克隆研究中,克隆动物成活率低,具有大量表型异常及不同程度缺陷,而这些异常与许多印记基因表达失调导致的症状非常相似。因此,克隆动物的印记基因表达异常可能正是制约克隆效率提高的关键因素。     

长链非编码RNA及其与肿瘤关系

人类基因组DNA信息分析显示,基因组中编码序列不超过2％,其余为非编码序列,其中能够稳定转录的部分称之为非编码RNA(noncoding RNA,ncRNA)基因.依据ncRNA长度将其分为长非编码RNA(lncRNA,碱基数＞200nt)和短非编码RNA (sncRNA).在人体内,lncRNAs分布广泛,数目众多,并且大多数是由RNA聚合酶Ⅱ转录的,且有5'端帽子结构以及3 '端的多聚腺苷酸.就lncRNA的特征及其在肿瘤细胞中的功能进行阐述.     

植物多倍体中的基因组印记

植物多倍体在自然界中广泛存在,这说明拥有多套遗传物质使得多倍体的适应进化具有优势。新多倍体形成后,一些基因组范围的变化较迅速地发生在多倍体形成开端,另一些在长期进化中发生。由于受到遗传、表观等因素的影响,亲本对于新形成多倍体基因组的贡献不均衡。这种偏向于某个亲本基因组的显性优势,称为基因组印记。植物多倍体中的基因组印记表现为基因组偏向性的序列消除、不均衡基因表达、基因沉默,这些受到基因组合并及DNA甲基化、核仁显性等表观因素影响。本文旨在为多倍体基因组进化及育种的相关研究提供参考。     

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.     

长非编码RNA

人类基因组序列的约5%～10%被稳定转录,蛋白质编码基因仅约占1%,其余4%～9%的序列虽能转录,但转录物功能尚不明确。尽管如此,已确证在非蛋白质编码转录物中,含有具备调节功能的非编码RNA(noncoding RNA,ncRNA)。与具有调节功能的短链非编码RNA[如微RNA(microRNA)、小干扰RNA(siRNA),、Piwi-RNA]相比,长非编码RNA(long noncoding RNA,lncRNA)在数量上占大多数。lncRNA通过多种方式产生,以多种途径调节靶基因表达,参与调控生物体生长、发育、衰老、死亡等过程;lncRNA功能异常往往导致疾病发生。本文综述了lncRNA的起源、分类、作用分子机制及lncRNA异常与疾病的相关性等内容,旨在充分了解这一重要新型调控分子。     

长链非编码RNA生物学功能及其意义研究进展

人类基因组DNA核苷酸序列中约93%能被转录为RNA,其中仅2%的转录产物被翻译为蛋白质,余下98%属于非编码RNA（non-coding RNA,ncRNA）。ncRNA中长度超过200 nt的称为长链非编码RNA（long non-coding RNA,LncRNA）,长期以来LncRNA被认为是转录过程中的副产物而不具有生物学功能。近年随着微小RNA（microRNA,miRNA）的研究进展,揭示了ncRNA在人类基因转录后调节、细胞生长、分化、增殖中起着相当重要的作用。同时也提示,相比miRNA,在细胞内转录比例更高的LncRNA具有极其复杂而重要的生物学功能,并与人类疾病密切相关。结合LncRNA的表观遗传学功能及其病理生理意义作一简述。     

长链非编码RNA在胃癌中的研究进展

长链非编码RNA(1ong non-coding RNA,lnc RNA)是一组长度超过200 bp、缺少特异开放阅读框、不具备完整蛋白编码功能的RNA,其在表观遗传学调控以及转录和转录后调控等方面发挥重要作用。目前,在乳腺癌和肝癌中对Lnc RNA的研究颇多,而对胃癌中Lnc RNA的报道却刚刚兴起。近几年越来越多的研究发现,在胃癌中有很多特异表达的Lnc RNA与胃癌的发生、发展、侵袭、转移密切相关。本文结合国内外最新研究就lnc RNA在胃癌中的研究进展作一简要综述,主要介绍了Lnc RNA在肿瘤研究中的最新发现,尤其是其与胃癌发生发展的密切联系,旨在为胃癌的诊断和治疗提供新思路。     

长非编码RNA THOR在肿瘤中的作用

长非编码RNA（long non-coding RNA,lncRNA）是一类长度超过200 nt并且缺乏蛋白质编码潜能的RNA分子。最初lncRNA被认为是由RNA聚合酶Ⅱ转录的副产物,且无生物学功能。随着转录组测序技术的发展,大规模的lncRNA被鉴定出来。越来越多的证据表明,lncRNA参与多种生物学过程,包括基因印记、基因组重排、染色质修饰、细胞周期调控、转录、剪接、mRNA降解和翻译。lncRNA异常表达与人类多种疾病相关,尤其是增生性疾病,包括胃癌、肝癌和直肠癌等。其中,睾丸相关的高度保守的致癌长非编码RNA（testis-associated highly-conserved oncogenic long non-coding RNA,THOR）是一种非常保守的非编码RNA,在睾丸中特异性表达,并广泛存在于人的多种肿瘤组织中,如肝癌、胃癌、鼻咽癌、肾细胞癌、骨肉瘤、视网膜母细胞瘤、黑色素瘤、非小细胞肺癌和舌鳞状细胞癌中,在其发生和发展过程中发挥重要作用。在鼻咽癌、肾细胞癌、骨肉瘤、黑色素瘤、非小细胞肺癌和舌鳞状细胞癌中,THOR主要通过与胰岛素样生长因子2 mRNA结合蛋白1（insulin-like growth factor 2 mRNA-binding protein 1,IGF2BP1）相互作用,促进肿瘤细胞的增殖。在肝癌中,THOR分别通过PTEN/AKT和β-联蛋白信号促进癌细胞的增殖和肝肿瘤干细胞的扩增。在胃癌和骨肉瘤中,THOR主要通过提高SOX9的表达增强癌细胞的干性。在视网膜母细胞瘤中,THOR主要通过提高c-myc的表达促进癌细胞增殖。在鼻咽癌中,THOR主要通过提高YAP的表达增强癌细胞的干性。     

Long non-coding RNAs and chromatin modifiers

The emergence of long non-coding RNAs (lncRNAs) has shaken up our conception of gene expression regulation, as lncRNAs take prominent positions as components of cellular networks. Several cellular processes involve lncRNAs, and a significant number of them have been shown to function in cooperation with chromatin modifying enzymes to promote epigenetic activation or silencing of gene expression. Different model mechanisms have been proposed to explain how lncRNAs achieve regulation of gene expression by interacting with the epigenetic machinery. Here we describe these models in light of the current knowledge of lncRNAs, such as Xist and HOTAIR, and discuss recent literature on the role of the three-dimensional structure of the genome in the mechanism of action of lncRNAs and chromatin modifiers.     

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。     

Long noncoding RNAs expression in gastric cancer

Long noncoding RNAs (lncRNAs) have been involved in the pathogenesis of several human cancers including gastric cancer. In the current study, we selected five lncRNAs namely NEAT1, TUG1, PANDA, UCA1, and GHET1 to assess their expressions in gastric cancer samples compared with adjacent noncancerous tissues (ANCTs) from the same patients. Some previous reports have shown contribution of these lncRNAs in gastric cancer. However, we aimed to explore their associations with patients’ clinicopathological data and their potential as diagnostic biomarkers. Significant associations were found between site of primary tumor and relative expression of all lncRNAs in cancer samples compared with ANCTs. Besides, GHET1 relative expression was associated with lymph node status. The diagnostic power of GHET1 was higher from other lncRNAs. Combination of GHET1, TUG1, UCA1, and PANDA increased the diagnostic power and significance (AUC = 0.8; P < 0.0001). The current study supports participation of lncRNAs in the pathogenesis of gastric cancer and highlights their potential as diagnostic biomarkers.     

Genomic imprinting of chromatin inDrosophila melanogaster

During gametogenesis, chromosomes may become imprinted with information which facilitates proper expression of the DNA in offspring. We have used a position effect variegation mutant as a reporter system to investigate the possibility of imprinting inDrosophila melanogaster. Genetic crosses were performed in which the variegating gene and a strong modifier of variegation were present either within the same parental genome or in opposite parental genomes in all possible combinations. Our results indicate that the presence of the variegating chromosome and a modifier chromosome in the same parental genome can alter the amount of variegation formed in progeny. The genomic imprinting we observed is not determined by the parental origin of the variegating chromosome but is instead determined by the genetic background the variegating chromosome is subjected to during gametogenesis.