调控肌肉生长发育的lncRNAs

长链非编码RNA（long non-coding RNA, lncRNA）是存在于真核生物体内的一种长度大于200 nt主要由RNA聚合酶Ⅱ转录而来的RNAs,且不具有编码蛋白质能力。作为机体基因调控网络的重要调节因子,lncRNA在X染色体沉默、脂肪代谢、细胞生长发育等方面发挥重要作用。近期研究结果表明,lncRNA通过介导表观遗传、转录水平和转录后水平调控等方式,参与骨骼肌的生长发育以及分化过程的调节,包括调控肌源性干细胞和成肌细胞的增殖、分化和肌管的融合等进程,从而影响肌肉的生长发育。本文概述了lncRNA的分类与生物学功能,归纳了lncRNA的作用机制,重点介绍参与骨骼肌生长发育调控的lncRNAs,分析目前lncRNA研究面临的机遇及挑战,展望未来研究的热点与方向,以期为lncRNA在肌肉生长调控方面开展深入研究提供参考。     

不同亚细胞结构中的长非编码RNA

长非编码RNA (long non-coding RNA,lncRNA)是长度大于200 nt的非编码RNA,最初被认为是不具有生物学功能的转录"垃圾".随着研究的深入,发现lncRNA参与了许多生物学调控过程,例如染色体沉默、染色质修饰、转录激活与干扰等.这些生物学调控过程与lncRNA的结构及时空特异性表达密切相关...     

长链非编码RNA的生物学功能和研究方法

长链非编码RNA(long-noncoding RNA,lncRNA)是一类长度大于200nt的非编码RNA(noncoding RNA,ncRNA),不具有编码蛋白质的功能,直接以RNA的形式发挥作用,以诱饵分子、信号分子、引导分子和支架分子的方式在转录水平和转录后水平调节蛋白质编码基因的表达,参与细胞分化和个体发育等生命过程。lncRNA存在普遍的转录现象,但与蛋白质编码基因相比表达水平较低。基因组测序结果显示生物体内仅有少量的编码基因,绝大部分基因以非编码的形式存在于动物和植物体内起调控作用。近年来以miRNA和siRNA为代表的ncRNA的研究已经取得了丰硕的成果,而lncRNA的研究才刚刚开始,但是已经有研究表明lncRNA有广泛的生物学功能,如染色体修饰、X染色体沉默、干扰或激活转录和核内运输等。以转录组测序、微阵列和荧光原位杂交为代表的研究方法也在发展完善。     

长链非编码RNA的作用机制及其研究方法

长链非编码RNA(Long non-coding RNA, lncRNA)通过多种机制发挥其生物学功能, 这些机制包括基因印记、染色质重塑、细胞周期调控、剪接调控、mRNA降解和翻译调控等。lncRNA通过这些作用机制在不同水平进行基因表达调控。在研究lncRNA功能的过程中, 研究方法的建立和应用起着非常重要的作用。目前用于lncRNA研究的主要方法有：微阵列、转录组测序、Northern印迹、实时荧光定量逆转录-聚合酶链反应、荧光原位杂交、RNA干扰和RNA结合蛋白免疫沉淀等。文章着重介绍了3种前沿方法, 即：在线快速预测RNA与蛋白质相互作用的catRAPID、RNA纯化的染色质分离(Chromatin isolation by RNA purification, ChIRP)以及非编码RNA沉默与定位分析技术(Combined knockdown and localization analysis of non-coding RNAs, c-KLAN)。     

斑马鱼长链非编码RNA的研究进展

长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)通常被定义为长度在200 nt以上、无蛋白质编码功能的RNA分子,在基因表达调控中起着关键作用。但近几年研究发现,部分lncRNA也具有编码多肽或蛋白质的能力。研究表明,斑马鱼lncRNA的异常表达会引起其神经系统、免疫系统和循环系统功能的显著变化。现从lncRNA的调控机制与生物学功能、斑马鱼lncRNA在不同发育阶段和不同组织中的表达差异,及其与斑马鱼生理功能的关系等方面进行综述,旨在为斑马鱼长链非编码RNA的研究提供参考。     

miRNA和lncRNA在动物脂肪沉积中的研究进展

微小RNA(MicroRNA,miRNA)是一类由18–25个核苷酸组成的高度保守的核苷酸序列,它可以特异性结合信使RNA (mRNA)的3′-非编码区域,进而发挥降解mRNA或阻遏mRNA翻译的负调控作用。长链非编码RNA (Long non-coding RNA,lncRNA)是一类长度超过200个核苷酸、不能编码蛋白质或只能编码蛋白质微肽的核苷酸序列,它可以在表观遗传、转录水平和转录后水平调控基因表达。脂肪作为一种重要的储能物质,在调节动物体能量平衡过程中发挥着重要的作用,并与动物产肉量、肉品质等产肉性状密切相关。而脂肪功能的紊乱可导致高血脂、Ⅱ型糖尿病以及一系列心血管疾病发生,因此动物脂肪沉积的分子调控机制备受人们关注。近年来,越来越多的研究发现miRNA和lncRNA在动物脂肪沉积中发挥重要作用。文中就现阶段miRNA和lncRNA在动物脂肪沉积中的研究进展进行综述,以期为进一步揭示动物脂肪沉积的分子调控机制提供理论指导和新思路。     

lncRNA调控畜禽抗病力性状研究进展

长链非编码RNA(longnon-coding RNA,lncRNA)是一类长度大于200个核苷酸的非编码RNA分子。lncRNA虽然不具备蛋白编码能力,但可通过转录调控、转录后调控及表观遗传修饰调控等方式影响基因的表达,进而影响性状的表型。在现代畜牧业生产中,除提高生长发育和产量性状外,研究免疫因子、细胞因子等抗病力相关指标及性状的调控机制,对提高和改善畜禽的健康、福利及公共卫生尤为重要。近年来,利用lncRNA研究鸡(Gallus gallus)、猪(Sus scrofa)、牛(Bos taurus)等重要畜禽的抗病力性状的调控机制取得了一定进展,为将表观遗传标记应用于动物抗病遗传育种打下了一定的基础。本文介绍了lncRNA的生物学功能和产生机制,着重阐述了lncRNA对畜禽抗病力性状的调控作用及研究进展,以期为lncRNA在畜禽抗病遗传育种方面的研究及应用提供科学依据。     

长链非编码RNA在生物体中的调控作用

长链非编码RNA(Long non-coding RNA,lncRNA)的发现是基因组学和分子生物学研究领域的重要进展。lncRNA在生命活动中具有重要的调节功能,其表达紊乱与多种人类疾病的发生发展密切相关。研究表明,几乎所有的调控性lncRNA通过与不同种类的生物大分子,如DNA、RNA和蛋白质发生相互作用而行使其功能。文章概述了lncRNA在表观遗传学水平、转录水平及转录后水平调控基因表达的效应机制,并探讨了lncRNA如何在肿瘤发生和宿主防御过程中行使功能。不同于小分子ncRNA通过碱基互补配对调控靶基因的表达,大多数已鉴定的lncRNA通过调节蛋白质活性或维持蛋白质复合物的完整性发挥其生物学功能。因此,鉴定lncRNA-蛋白质相互作用可能是理解lncRNA功能的首要任务。     

小麦长链非编码RNA的预测及功能分析

生物体有部分基因被转录成RNA,但是不编码相应蛋白质,称为长链非编码RNA(lncRNA)。它们参与基因的表观调控,这一过程对动物、植物的生长发育都有重要作用,但是,目前植物中发现和研究的lncRNA较少。为了研究lncRNA在植物中的功能,本研究建立了基于小麦全长cDNA的lncRNA识别程序。从6162条小麦全长cDNA中发现了231条lncRNAs,并从中鉴定出两个新miRNAs,这表明lncRNAs可以通过形成miRNAs前体基因形成其功能。此外,通过序列富集分析,我们从小麦lncRNAs中鉴定出三个保守的调控元件,结果显示小麦lncRNAs可能通过和其它蛋白质或DNA等分子作用,进而参与小麦生长、发育等过程的调控,这些结果对进一步研究植物体内的lncRNA的功能和作用机制具有重要意义。     

长链非编码RNA在哺乳动物精子发生中的功能研究进展

长链非编码RNA(lncRNA)一般是指大于200 nt的RNA,位于细胞核内或胞浆中,不参与蛋白质编码,以RNA形式在表观遗传调控、转录调控以及转录后调控等多个层面上调控基因的表达水平。哺乳动物精子发生是一个精细调控的过程,通过雄性生殖细胞分裂和分化形成成熟精子,且精子发生受到不同阶段特异性基因表达的严格调控,而特异性基因表达又受到大量lncRNAs的调控。虽然lncRNA作为一类重要的基因表达调控因子广泛参与各类生物个体发育进程和疾病的发生,但是精子发生相关lncRNAs的报道并不多,且其生物学功能的研究有待进一步深入。因此,本文对lncRNA的起源、作用机制和在精子发生过程中调控作用的研究进展进行了总结分析。     

LncRNA调控骨骼肌发育的分子机制及其在家养动物中的研究进展

骨骼肌是维持机体功能必不可少的组织,与家养动物的产肉率等重要经济性状密切相关。近年来,高通量测序鉴定了大量与骨骼肌生成相关的长链非编码RNA (long non-coding RNA, lncRNA),它们可作为调节因子在表观调控、转录调控以及转录后调控等多个层面调控基因表达。lncRNA通过靶向关键因子参与调控骨骼肌发育的各个环节,包括骨骼肌干细胞增殖、迁移、分化,成肌细胞增殖、分化、肌管融合,肌纤维肥大和纤维类型转换等过程。本文重点归纳了lncRNA在人和小鼠骨骼肌发育中的分子调控机制,介绍了lncRNA的研究方法,综述了lncRNA在家养动物骨骼肌发育中的研究进展,分析了目前家养动物lncRNA研究所面临的困难和挑战,最后展望了未来家养动物lncRNA研究的方向,以期为进一步阐明骨骼肌生长发育的分子调控机制提供参考。     

长链非编码RNA数据库资源

长链非编码RNA（long non coding RNA, lncRNA)在多个水平参与调节机体的各项基础生物进程,其功能紊乱常伴随疾病的发生。鉴定lncRNA的生物学功能已成为近年来的研究热点。然而,目前从各种真核生物高通量测序中鉴定的几十万个lncRNA中,只有极少数的功能已被实验验证,这对于该领域的深入研究是个巨大的挑战。因此,许多科研机构都建立了lncRNA数据库,并且持续周期性更新,这为研究者共享、注释和分析lncRNA功能提供了十分有效的工具。本文从lncRNA原始资源整合、筛选、鉴定及功能分析和lncRNA与人类疾病等4个方面介绍各lncRNA数据库资源的最新特征和应用范围。这为研究者在选择不同数据库资源进行lncRNA鉴定和分析时提供参考。     

Genome-wide identification and characterization of putative lncRNAs in the diamondback moth, Plutella xylostella (L.)

Long non-coding RNAs (lncRNAs) are of particular interest because of their contributions to many biological processes. Here, we present the genome-wide identification and characterization of putative lncRNAs in a global insect pest, Plutella xylostella. A total of 8096 lncRNAs were identified and classified into three groups. The average length of exons in lncRNAs was longer than that in coding genes and the GC content was lower than that in mRNAs. Most lncRNAs were flanked by canonical splice sites, similar to mRNAs. Expression profiling identified 114 differentially expressed lncRNAs during the DBM development and found that majority were temporally specific. While the biological functions of lncRNAs remain uncharacterized, many are microRNA precursors or competing endogenous RNAs involved in micro-RNA regulatory pathways. This work provides a valuable resource for further studies on molecular bases for development of DBM and lay the foundation for discovery of lncRNA functions in P. xylostella.     

Time-Series Clustering of lncRNA-mRNA Expression during the Adipogenic Transdifferentiation of Porcine Skeletal Muscle Satellite Cells

Skeletal muscle satellite cells (SMSCs), which are multifunctional muscle-derived stem cells, can differentiate into adipocytes. Long-chain non-coding RNA (lncRNA) has diverse biological functions, including the regulation of gene expression, chromosome silencing, and nuclear transport. However, the regulatory roles and mechanism of lncRNA during adipogenic transdifferentiation in muscle cells have not been thoroughly investigated. Here, porcine SMSCs were isolated, cultured, and induced for adipogenic differentiation. The expressions of lncRNA and mRNA at different time points during transdifferentiation were analysed using RNA-seq analysis. In total, 1005 lncRNAs and 7671 mRNAs showed significant changes in expression at differential differentiation stages. Time-series expression analysis showed that the differentially expressed (DE) lncRNAs and mRNAs were clustered into 5 and 11 different profiles with different changes, respectively. GO, KEGG, and REACTOME enrichment analyses revealed that DE mRNAs with increased expressions during the trans-differentiation were mainly enriched in the pathways for lipid metabolism and fat cell differentiation. The genes with decreased expressions were mainly enriched in the regulation of cell cycle and genetic information processing. In addition, 1883 DE mRNAs were regulated by 193 DE lncRNAs, and these genes were related to the controlling in cell cycle mainly. Notably, three genes in the fatty acid binding protein (FABP) family significantly and continuously increased during trans-differentiation, and 15, 13, and 11 lncRNAs may target FABP3, FABP4, and FABP5 genes by cis- or trans-regulation, respectively. In conclusion, these studies identify a set of new potential regulator for adipogenesis and cell fate and help us in better understanding the molecular mechanisms of trans-differentiation.     

Molecular mechanisms of long noncoding RNAs

Long noncoding RNAs (lncRNAs) are an important class of pervasive genes involved in a variety of biological functions. Here we discuss the emerging archetypes of molecular functions that lncRNAs execute-as signals, decoys, guides, and scaffolds. For each archetype, examples from several disparate biological contexts illustrate the commonality of the molecular mechanisms, and these mechanistic views provide useful explanations and predictions of biological outcomes. These archetypes of lncRNA function may be a useful framework to consider how lncRNAs acquire properties as biological signal transducers and hint at their possible origins in evolution. As new lncRNAs are being discovered at a rapid pace, the molecular mechanisms of lncRNAs are likely to be enriched and diversified.