非编码RNA与细胞自噬调控

细胞自噬是真核生物细胞中高度保守的重要代谢途径。该途径是将细胞内有害或不需要的大分子分解并回收,从而使细胞在生长或环境改变导致的应激和压力条件下获得生存优势。近年越来越多的证据表明,非编码RNA,包括微RNA(microRNA,miRNA)和长非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA),在自噬过程中发挥了重要的作用。本文综述了miRNA和lncRNA在多种细胞环境中对细胞自噬的调控机制,并讨论了这些自噬相关的非编码RNA在疾病分子诊断、分类和预后中的作用,及其作为疾病治疗靶标的可能性。     

细胞自噬研究进展

细胞自噬是真核生物在进化过程中高度保守、基于溶酶体的一种胞内降解途径,对维持细胞和生物体的稳态平衡有重要作用。研究表明,自噬参与生物体发育、免疫反应、代谢调节、细胞凋亡和衰老等多种过程。自噬功能异常与神经退行性疾病、肿瘤等的发生发展密切相关。近30年,我们对细胞自噬的认识无论是在分子机制上还是生理功能方面都有了长足的发展。为进一步加深对细胞自噬的认识,该文主要对细胞自噬的概念、自噬核心机器的组成及调控机制、自噬类型、生理功能及与疾病的关系作一简单综述。     

细胞自噬在干细胞中的研究进展

干细胞具有自我更新和分化成其他细胞类型的能力。一些因素如衰老和抗癌治疗等会引起毒性蛋白和受损细胞器在干细胞中堆积,严重影响干细胞的功能。细胞自噬是一条依赖溶酶体的蛋白质降解途径,负责清除胞质内异常的蛋白质聚集体和失去功能的细胞器,在维持细胞内稳态方面发挥重要的生理功能。近年来的研究表明,细胞自噬对干细胞功能的维持非常重要,综述了细胞自噬的分子机制及其在干细胞中的作用的研究进展。     

细胞自噬在斑马鱼中的研究进展

细胞自噬是一种维持细胞内稳态的重要方式,并被发现与许多人类疾病相关。由于其具有重大的理论研究价值和潜在应用前景,是近年来生命科学领域的热点之一。细胞自噬的功能与机制在物种间是高度保守的,对它的研究已在多种模式生物中展开。斑马鱼是一种常用的脊椎模式动物,具有影像学、遗传学和发育生物学等学科研究的优势,也可用于高通量药物筛选,是研究细胞自噬的理想材料。目前在斑马鱼中展开的细胞自噬相关研究取得了很多进展。本研究首先简要地描述了自噬的发生过程,重点综述应用于斑马鱼中的自噬检测方法,以及利用斑马鱼模型进行的与自噬相关人类疾病的研究。     

植物细胞自噬研究进展

细胞自噬是一类依赖于溶酶体和液泡的蛋白质降解途径。在动物细胞中, 靶物质通过自噬体包裹被运送到溶酶体中,由特定的水解酶降解; 而植物和酵母细胞中该过程在液泡内进行。近年来, 在模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)中鉴定到多个关键ATG基因, 它们对植物细胞自噬体的形成及自噬调控起到关键作用。该文全面综述了植物细胞自噬的调控及其在植物逆境胁迫中的生理功能。     

鱼类细胞自噬研究进展

自噬是广泛存在于真核生物中的生命现象,对于细胞的生长、分化、发育和维持细胞内环境稳态等方面具有重要意义。尽管对于作为低等脊椎动物的鱼类细胞自噬研究起步较晚,但近几年围绕其自噬的诱导、自噬相关基因表达及调控、鱼类病原诱导的自噬,特别是以斑马鱼为试验模型开展的自噬与发育调控关系等研究都取得了一些进展,就此进行综述。     

MicroRNA和自噬参与胆管癌发病机制的研究进展

胆管癌是一种高度转移的恶性肿瘤,包括肝内胆管癌和肝外胆管癌,目前手术被认为是唯一的根治方案。胆管癌在全球的发病率和死亡率不断增加,原因很可能与早期胆管癌没有明显的临床表现,确诊时通常已达晚期阶段,及预后差、极易复发的特点有关。与人类胆管癌相关的microRNAs有很多,调节着胆管肿瘤的发生发展。此外,自噬作为细胞内环境的一种调节机制,也调节肿瘤恶变和癌症进展,在不同情况下治疗性干预,促进或抑制自噬将有利于胆管癌患者。现将microRNA和自噬参与胆管癌发生发展作一综述。     

调控性非编码RNA在周围神经病理性疼痛中的作用研究进展

调控性非编码RNA (ncRNA)主要包括长链非编码RNA (lncRNA)、微小RNA (miRNA)、环状RNA (circRNA)。近年来研究报道,ncRNA可通过调节离子通道、神经炎症和免疫平衡,参与轴突和髓鞘的损伤、修复与再生,调控神经元凋亡和自噬等多种途径,参与周围神经病理性疼痛的发生发展。因此,对调控性ncRNA在周围神经病理性疼痛中的作用靶点或生物标志物的研究进行总结十分重要。     

细胞自噬与病毒感染

自噬是广泛存在于真核细胞内的一种溶酶体依赖性降解途径,在维持细胞存活、更新、物质再利用和内环境稳定中起着重要作用。目前已经发现大量新的自噬相关基因,同时发现自噬在病毒感染过程中发挥着重要的抗病毒作用:自噬可以将胞质中的病毒转运到溶酶体中,降解病毒;也可以将病毒核酸转运至胞内感受器上激活天然免疫;还可以将病毒抗原递呈给MHCⅡ类分子激活适应性免疫。自噬参与胞内微生物感染具有双重作用。一方面,自噬能够降解入侵的微生物,即以异源吞噬(xenophagy)的方式清除胞内的病原体;另一方面,有些微生物能够通过某些机制逃避自噬而利于自身存活。本文就细胞自噬及其与不同病毒感染关系的最新研究进展进行综述。     

肠道病毒感染诱导宿主细胞自噬的研究进展

细胞自噬是一种高度保守的生理代谢途径,是维持细胞稳态的重要过程。一些病毒已经进化出逃逸自噬依赖性降解的方法,甚至进化出利用自噬以促进自身复制的机制。肠道病毒感染细胞时,能激活自噬途径,诱导自噬体的形成。本文对肠道病毒感染与细胞自噬的研究概况与进展作一综述,为进一步解析肠道病毒感染与细胞自噬之间相互作用的机制提供参考。     

哺乳动物中作用于非编码RNA的RNA编辑研究进展

RNA编辑是RNA转录过程中序列变化而引起的一种基因动态调控机制。腺苷脱氨酶（adenosine deaminases acting on RNA, ADAR）参与RNA编辑,将双链RNA中腺苷残基（A）转化为肌苷（I）,接着被转录和拼接成鸟苷（G）。由ADAR催化,作用于RNA的A-I型RNA编辑是人类最常见的转录后修饰。近年来,这种修饰不仅存在于编码RNA中,在非编码RNA（noncoding RNA, ncRNA）中也逐渐被发现,如microRNA（miRNA）、小分子干扰RNA（siRNA）、转运RNA（tRNA）和长链非编码RNA（lncRNA）。这种修饰可能通过对microRNA和mRNA之间结合位点创造或破坏,进而影响ncRNA的生物起源、稳定性和靶向识别功能。目前,对这种生物现象的机制及ADAR底物,尤其是在ncRNA中的特性仍然没有得到充分的认识。主要对哺乳动物中ncRNA上的RNA编辑进行总结,并列举一些阐明其生物学功能的计算方法。     

非编码RNA与RNA组学研究现状及发展态势

人类基因组计划的完成(2001年)宣告了后基因组时代的到来,也掀起新一轮的RNA研究热潮．作为后基因组时代的科学前沿,RNA组学近年来成为生命科学领域的研究热点,各种新型ncRNA的发现,让人们对遗传信息表达调控网络有了新的认识．结合RNA领域的最新研究进展,《 中国科学C辑：生命科学》 (Science in China Series C-Life Sciences)2009年第3期的8篇述评,从动植物小分子非编码 RNA、miRNA 与细胞分化发育、miRNA 与肿瘤发生及诊断治疗的靶点、核酶的结构与功能、遗传印记起源、miRNA 基因簇的进化等多个方面进行了综述,展现了ncRNA领域的研究现状和发展前景．     

环状RNA在慢性病发病中作用机制的研究进展

环状RNA作为一种对基因表达进行精细调节的重要非编码RNA,不仅增加了非编码RNA介导的基因调控网络的复杂度,也加深了疾病发病机制研究的深度。虽然近年来环状RNA的功能研究有了长足的进步,确定了其作为ceRNA能够特异性吸附miRNA,解除相应miRNA对下游靶mRNA的抑制作用,此类研究也表明核外环状RNA介导的凋亡活化,增殖抑制和细胞与细胞间的交流在疾病发生发展过程中是至关重要的,但我们对环状RNA的了解还只是冰山一角,特别是病理状态下其作用的具体机制仍然需要我们不断探索。在此,本综述的主要目的是回顾目前关于环状RNA在心血管疾病、中枢神经系统疾病和癌症等慢性病领域的研究,探讨以上慢性病发病过程中环状RNA所起的作用以及展望未来环状RNA在疾病发病机制领域的研究。     

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的研究现状

长链非编码RNA（lncRNA）是一类长度大于200bp的非编码RNA,无蛋白质编码功能,物种间保守性差,具有较强的组织特异性和时空特异性。研究表明ncRNA具有广泛的生物学功能,如参与RNA的生成与加工、转录调控、染色质重塑等,且作用机制复杂,如能通过绑定特点蛋白质参与转录调节或作为ceRNA参与转录后调控。但lncRNA的结构复杂,功能研究进展缓慢,目前仍难以对其细致分类。从基本特征、分类、功能、数据库、研究工具及其与癌症之间的关系等方面对lncRNA的研究进展进行综述,以期为lncRNA后续研究提供参考。     

非编码小RNA的多样性

RNA是一类广泛存在的极其重要的生物大分子,它不仅种类繁多,而且不同种类的RNA在结构方面有着显著的差异。RNA种类和结构的多样性决定了RNA具有很多重要的生物学功能。随着对非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)研究的不断深入,ncRNAs同样呈现出前所未有的复杂性和多样性。主要介绍了tRNA、snRNA、scRNA、rRNA、siRNA、miRNA、pi RNA和nat-si RNA等两大类持家ncRNA和调控ncRNA的结构和功能,为便于了解生物体内小的非编码RNA的多样性,进一步挖掘和利用ncRNAs提供一定的参考,促使人们对RNA的认识和地位作出新的思考。     

Non-coding RNA gene families in the genomes of anopheline mosquitoes

Background

Only a small fraction of the mosquito species of the genus Anopheles are able to transmit malaria, one of the biggest killer diseases of poverty, which is mostly prevalent in the tropics. This diversity has genetic, yet unknown, causes. In a further attempt to contribute to the elucidation of these variances, the international “Anopheles Genomes Cluster Consortium” project (a.k.a. “16 Anopheles genomes project”) was established, aiming at a comprehensive genomic analysis of several anopheline species, most of which are malaria vectors. In the frame of the international consortium carrying out this project our team studied the genes encoding families of non-coding RNAs (ncRNAs), concentrating on four classes: microRNA (miRNA), ribosomal RNA (rRNA), small nuclear RNA (snRNA), and in particular small nucleolar RNA (snoRNA) and, finally, transfer RNA (tRNA).

Results

Our analysis was carried out using, exclusively, computational approaches, and evaluating both the primary NGS reads as well as the respective genome assemblies produced by the consortium and stored in VectorBase; moreover, the results of RNAseq surveys in cases in which these were available and meaningful were also accessed in order to obtain supplementary data, as were “pre-genomic era” sequence data stored in nucleic acid databases. The investigation included the identification and analysis, in most species studied, of ncRNA genes belonging to several families, as well as the analysis of the evolutionary relations of some of those genes in cross-comparisons to other members of the genus Anopheles.

Conclusions

Our study led to the identification of members of these gene families in the majority of twenty different anopheline taxa. A set of tools for the study of the evolution and molecular biology of important disease vectors has, thus, been obtained.

Electronic supplementary material

The online version of this article (doi:10.1186/1471-2164-15-1038) contains supplementary material, which is available to authorized users.     

综述: 新型长链非编码RNA(lncRNA)的生物信息学研究进展

非编码RNA (noncoding RNA,ncRNA)是指不被翻译成蛋白质的一类RNA,近几年来关于它们的功能研究越来越引起人们的重视．现在已经发现了一些中小型ncRNA,比如microRNA、snoRNA、tRNA等,但是关于长ncRNA(lncRNA)的研究还不够完善．本篇综述回顾了 ncRNA特别是 lncRNA的生物信息学研究进展,包括它们的研究历程、基本特点、与疾病的关系,以及对已有的预测非编码RNA的计算机方法进行了分析和比较,并且介绍了利用机器学习模型整合新一代高通量测序数据的方法．