非编码RNA在骨骼肌发育中的功能

近几年的研究表明,非编码RNA的功能几乎涉及生命活动的各个方面。非编码RNA在骨骼肌发育中的功能研究揭示了骨骼肌发育调控的复杂性。该文总结了骨骼肌发育中非编码RNA的系统发现与鉴定以及非编码RNA在骨骼肌发育和再生中的功能研究。     

黄病毒基因组非编码区的结构与功能研究进展

黄病毒科黄病毒属是由一组含单股正链RNA基因组的囊膜病毒组成,包括登革病毒、流行性乙型脑炎病毒、寨卡病毒、西尼罗病毒、黄热病病毒等,经由虫媒传播,可引起人类和动物的严重虫媒病毒病。黄病毒基因组由1个开放阅读框、5′非编码区和3′非编码区三部分组成。5′和3′非编码区含有病毒基因组复制所必需的启动元件;高度结构化的3′非编码区负责黄病毒亚基因组RNA的产生,从而有助于病毒逃避宿主免疫反应;此外3′非编码区还可作为疫苗研究的靶标。鉴于非编码区在黄病毒的蛋白翻译、基因组复制和免疫调节中发挥的重要作用,本文就黄病毒基因组非编码区的结构与功能最新研究进展作一简要综述。     

微小RNA与免疫调节

微小RNA(miRNA)是一类22核苷酸的高度保守的小分子非编码RNA,主要通过与靶mRNA的3′非编码区碱基互补配对结合而引起靶RNA降解或翻译抑制.越来越多的研究显示,miRNA在免疫反应中具有新型调节作用,包括调节免疫细胞的发育和分化、B细胞抗体的产生、炎性介质的释放、细胞信号转导等.miRNA在维持机体免疫系统...     

编者按: 非编码RNA——有待挖掘的生物宝库

进入21世纪以来,非编码RNA和非编码基因的研究越来越引起人们的关注。2010年12月7日的《科学》杂志(Science)在评选本世纪前10年的十大科学突破时,首先提到的就是基因组中的暗物质(the genome's "dark matter")。近10年非编码RNA领域发展如此迅速,首先源于20世纪90年代开展的基因组研究和随后的比较基因组研究。海量的基因组序列数据证实：DNA上编码蛋白质的区域(也就是通常说的基因)只占人类和其他高等动、植物基因组的极小部分,在人类不会超过整个基因组的3%,其余部分都不编码蛋白质或多肽。而且,随着生物从简单到复杂、从低级到高级,非编码序列在基因组中所占的比例也单调地增加,说明非编码序列是有功能的;近年来大量转录组的新实验结果表明,基因组中的非编码序列是可以表达的,其表达产物就是非编码RNA,转录组的研究说明基因组中的非编码序列是有信息发放的;此后,越来越多的事实证明非编码RNA具有重要的生物功能,microRNA(miRNA)的研究就是最突出的例子。上述的进展明确地告诉我们数量巨大的非编码RNA是有待挖掘的生物宝库。当今,非编码序列、非编码基因和非编码RNA的研究已成为生物学领域的研究热点,重新唤起了科学家们对“RNA世界”的重视及对“生命起源于RNA分子”这一命题的兴趣。目前,这一领域值得关注的问题很多,比如： 1 长非编码RNA系统发现和功能研究 尽管长度小于50个碱基的非编码RNA(如microRNA和piRNA等)的研究已取得突破性进展,但长度大于100个碱基的非编码RNA,还有数以万计功能尚未发现。长非编码RNA不仅数量巨大,更为重要的是它们能折叠为特定的空间结构,因此它们与其他生物分子相互作用的方式是不同于microRNA的。虽然到目前为止,才知道了几百个长非编码RNA的功能,但已涉及到：转录调控、转录后调控、翻译调控、表观遗传调控、基因印迹以及端粒系统等。近年来还发现了一些新类型的长非编码RNA,如ceRNA和环RNA等。所以,进一步开展非编码序列、非编码基因和非编码RNA的研究,系统发现新的长非编码RNA,研究它们的空间结构与功能,可能为我们带来更多的创新机会。 2 非编码RNA是生物网络的元件 近年来的大量新研究成果表明非编码RNA是许多生命过程中富有活力的参与者。一些科学家认为成千上万非编码RNA分子组成了巨大的分子网络调节着细胞中的生命活动,它们与蛋白质网络相对应,同时这两类网络必然有紧密的相互作用,从而构成更复杂的网络。所以未来的网络至少是双色的才更符合生命活动的实际。 3 非编码RNA调节的多样性 非编码RNA在发挥生物学功能时的作用方式是多种多样的,以miRNA为例：它的负调控作用不仅存在于靶mRNA的3'UTR区,也可发生在5'UTR区;miRNA不仅具有负调控作用,在特定条件下也可以激活基因的表达;最近的研究表明,miRNA不仅可通过调节mRNA的表达发挥生物作用,还可以通过调节蛋白来发挥生物功能。 miRNA的作用方式尚且如此复杂,其他非编码RNA行使功能的途径可能更为多样。 4 非编码RNA与疾病紧密相关 非编码RNA,特别是miRNA,与疾病相关的研究已数不胜数。长非编码RNA也和人类疾病紧密相关,仅以肿瘤为例：PCGEM1与前列腺癌有关;His-1是白血病致病因素,而且参与了癌变代谢通路和细胞周期调控; MALAT-1的转录本是一条8000多个碱基长度的非编码RNA,该基因与非小细胞肺癌有关。上述一些成果正逐渐走向临床。非编码RNA研究是一个紧密结合实际,又可迅速用于实际的领域,应特别关注从基础到应用的转化。 为了让广大读者了解非编码RNA领域的进展,本刊特意组织了这个专辑。邀请国内RNA研究领域的5位知名专家对该领域当前的进展与挑战作了综述。屈良鹄教授介绍了microRNA和细胞信号通路间的相互作用及其对两者功能发挥的关键作用,并探讨了其生物学意义;邵宁生教授的综述介绍了在不同细胞或同一细胞的不同状态下microRNA发挥生物学功能的时序特异性和组织特异性,说明microRNA在机体内工作的复杂性;张辰宇教授结合自己多年的研究实践叙述了人体体液中microRNA的起源与功能,对分泌RNA和循环RNA概念作了论述,并探讨了它们在临床医学领域的潜在诊断功能;施蕴渝教授从结构生物学出发综述了RNA分子伴侣Hfq是如何促进sRNA和mRNA相互配对的;鲁志教授介绍了长非编码RNA研究中的各种生物信息学的工具与方法。希望大家对这些文章感兴趣,也希望它们能给大家带来知识与帮助。     

非编码RNA与胸主动脉瘤的研究进展

摘要：非编码RNA是一类缺乏编码蛋白能力的RNA,在机体发育和疾病发生发展过程中发挥着复杂而精确的调控功能。目前认为胸主动脉瘤（Thoracic aortic aneurysm, TAA）的发病涉及遗传因素、动脉内血流动力学变化、透壁炎症反应及细胞外基质降解和重构等。研究发现胸主动脉瘤病理进展过程中,易累及主动脉中膜平滑肌细胞,从而发生平滑肌细胞的丢失以及表型转化,而这些改变受到众多非编码RNA的调节。因此本文针对非编码RNA与胸主动脉瘤发病机制的密切关联做详细阐述。     

非编码RNA研究进展

非编码RNA是指不具备蛋白质编码能力的RNA,包括转运RNA、核糖体RNA、小核仁RNA(small nucleolar RNA, snoRNA)以及长非编码RNA(long noncoding RNA, lncRNA)等.非编码RNA广泛参与生命活动中重要的生物功能,如生物个体的发育与分化、生殖、细胞凋亡和细胞重编程等,并且与人类疾病密切相关.近年来,随着我国经济的发展和人口老龄化,心血管疾病、肿瘤、代谢性疾病等疾病已成为威胁中国居民健康的重大慢性非传染性疾病,一些罕见病,例如小胖威利综合征(Prader-Willi syndrome, PWS)也随着人口基数的不断增大逐渐影响我国居民的身体健康.随着对这些慢性疾病及罕见疾病发生发展的相关机制研究,我国科学家发现非编码RNA与这些疾病密切相关.非编码RNA参与调控一系列的心血管疾病、肿瘤、代谢性疾病、感染免疫性疾病和PWS等疾病过程.本文对我国学者在非编码RNA领域的贡献进行综述,详细阐述了非编码RNA的加工形成和功能研究等主要进展,并对探究这些非编码RNA与PWS、心血管疾病、肿瘤、代谢性疾病和感染免疫性疾病等发生发展中的重要调控作用,以及我国科学家对该领域的贡献进行了详细的综述和总结.     

黄病毒基因组RNA5'和3'非编码区的结构和功能

黄病毒是一些世界范围内都很重要的疾病的致病因子 ,充分了解病毒的复制机制 ,可筛选阻止病毒复制的抗病毒因子 ,为疫苗的研制提供理论依据。黄病毒基因组RNA的 5 和 3 非编码区末端核苷酸都可形成高度保守的二级结构 ,与病毒的复制和病毒的神经毒力有关。本文对 5 和 3 非编码区的结构和功能研究进展进行综述。     

我国禽脑脊髓炎病毒分离株全基因组的测定

测定了我国禽脑脊髓炎病毒(avian encephalomyelitis virus,AEV)分离株L2Z株的全基因组核苷酸序列.该病毒株的3′和5′非编码区核苷酸序列用3′和5′RACE(cDNA末端快速扩增)法获得.基因组全长为7 059个核苷酸残基,包括494个核苷酸残基的5′非编码区、6 402个核苷酸残基的开放阅读框和136个核苷酸残基的3′非编码区及poly(A)尾巴.与已发表的AEV疫苗株1 143的基因组序列比较发现,它们之间核苷酸和氨基酸的同源性分别为98%和97.6%.结构蛋白(VP1～VP4)中,主要宿主保护性免疫原蛋白VP1氨基酸之间差异较小.与小RNA病毒科其它病毒属相比,在非结构蛋白3D中,预测的8个RNA依赖性RNA聚合酶主要结构域中的4个高度保守.从而进一步确认了AEV的分子特性.     

黄病毒基因组RNA5′和3′非编码区的结构和功能

黄病毒是一些世界范围内都很重要的疾病的致病因子,充分了解病毒的复制机制,可筛选阻止病毒复制的抗病毒因子,为疫苗的研制提供理论依据。黄病毒基因组RNA的5′和3′非编码区末端核苷酸都可形成高度保守的二级结构,与病毒的复制和病毒的神经毒力有关。本文对5′和3′非编码区的结构和功能研究进展进行综述。     

非编码RNA调控血管平滑肌细胞成骨样表型转化的研究进展

分化成熟的血管平滑肌主要功能是收缩血管、调节血管周径及血压等.在高磷、高糖、维生素D₃、炎症等因素的作用下,平滑肌细胞可转分化为成骨样细胞参与血管钙化的形成,诱发心脑血管不良事件.非编码RNA是经基因转录但不翻译为蛋白质的一类RNA总称,其通过调控多种细胞活动来参与机体的生理和病理过程.已有研究表明,非编码RNA可通过调控血管平滑肌细胞成骨样表型转化影响血管钙化的发生、发展.本文从微小RNA、长链非编码RNA、环状RNA几方面综述非编码RNA在血管平滑肌成骨样表型转化中的调节作用,有助于进一步了解血管钙化的分子机制以及发现防治血管钙化的新靶点.     

非编码RNA与代谢的研究进展

非编码RNA是指不编码蛋白质的调节性RNA分子.近年来的研究发现,非编码RNA,尤其是微小RNA和长非编码RNA,可以在基因转录、RNA成熟和蛋白质翻译等水平调控基因表达,参与发育、分化和新陈代谢等几乎所有重要的生理生命过程,在人类疾病中发挥重要作用.肿瘤和糖尿病等代谢性疾病是人类健康和社会发展的重大威胁.代谢紊乱是肿瘤的主要特征之一.胰岛素抵抗是糖尿病发生发展的主要因素,它与胰岛素产生和分泌以及胰岛素信号通路密切相关.本文将从非编码RNA的产生和作用机制、非编码RNA与胰岛素信号通路及糖尿病、非编码RNA与肿瘤代谢等方面,对非编码RNA在代谢领域的研究进展进行综述.     

非编码RNA在急性肾损伤中作用及机制的研究进展

急性肾损伤(acute kidney injury,AKI)是临床常见的综合征,是慢性肾脏病和终末期肾脏病的独立危险因素.目前对于AKI的治疗和早期诊断的手段仍十分有限,其发病率和死亡率呈上升趋势.非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA),包括微小RNA、长链非编码RNA和环状RNA,是转录自基因组的不...     

RNA参与获得性性状代际/跨代遗传的功能与机制研究进展

获得性遗传这一概念在19世纪初被提出后就一直饱受争议,直到近几十年,随着分子生物学和表观遗传学的发展,科学家们才开始重新审视和探究获得性遗传现象的真实性,并对获得性遗传现象的遗传规律、分子载体和调控机制进行了深入的研究.作为新型表观遗传调控因子,非编码RNA表现出多维调控能力,在细胞命运决定、自我更新、细胞增殖和凋亡中发挥着不可或缺的调控作用.近年来的研究发现,非编码RNA及其RNA修饰可以作为表观遗传信息载体介导获得性遗传,为获得性性状的跨代遗传研究提供新的研究思路和视角.本文将针对近年来获得性遗传的研究进展,综述RNA在跨代遗传中的功能及调控机制.     

非编码RNA与细菌耐药

细菌非编码RNA是一类新发现的基因表达调控因子,通过与靶mRNA配对,导致mRNA翻译和稳定性的变化,从而影响细胞的各种生理功能,如个体发育、翻译激活与抑制、细菌毒性等,而且一个单独的非编码RNA就能调控大量基因并对细胞生理产生深远影响。近年来诸多研究证实,非编码RNA与细菌耐药性也存在一定的关系。我们对此进行简要综述,为细菌耐药性的研究奠定基础。     

MicroRNAs在动物皮肤和毛发发育中的调控作用

MicroRNAs(miRNAs)是近年来发现的一类由19～25个核苷酸组成的非编码单链小RNA分子,它们通过与靶基因mRNA的3′非编码区相互配对结合,在转录后水平负调控靶基因的表达.miRNA参与了包括细胞增殖、分化和凋亡及免疫系统应答在内的一系列发育调控和生物学过程.最近几年研究发现,miRNA在多种哺乳动物皮肤中均表达,并参与了哺乳动物皮肤及毛发发育的调控过程.本文综述了近几年来miRNA在各种动物皮肤及毛发发育中的表达谱以及miRNA在皮肤形态发生中的重要作用.     

小RNA病毒3'非编码区结构与功能的研究进展

小RNA病毒基因组的两侧分别为5′非编码区(UTR)和3′UTR。研究表明:5′/3′UTR能形成复杂的RNA结构,如颈-环结构、三叶草结构和假结体结构等,在病毒的复制或翻译过程中发挥重要调节作用。本文即对近10年来有关小RNA病毒3′UTR的结构与功能研究方面的进展情况进行综述。     

非编码RNA功能与功能机理研究

真核生物基因组具有广泛转录的特性,其中绝大部分转录产物为不编码蛋白质的非编码RNA.这些非编码RNA又可分为长链非编码RNA和小非编码RNA,并且两者都行使重要的调控功能.同时,非编码RNA也被用作生物技术及应用于生物医学.本文就非编码RNA在动物细胞基因表达等重要生命事件中的功能及功能机理进行综述,并简要介绍非编码RNA相关的生物技术、生物医学应用.     

非编码RNA在子宫内膜异位症中的调控机制及应用的研究进展

子宫内膜异位症是一种良性妇科疾病,影响10%～15%的育龄妇女,其特征是在子宫体以外的部位发现有活性的子宫内膜腺体或间质。然而,由于其发病机制尚未明确,缺乏特异性症状和非侵入性检测方法,常需要外科干预用于诊断和治疗。因此,迫切需要更准确的非侵入性诊断工具和更有效的治疗方式。近年来研究表明,非编码RNA在子宫内膜异位症的发生发展中发挥着极其重要的作用,非编码RNA的异常表达很可能为子宫内膜异位症的早期诊断和病情评估提供理论依据,并为子宫内膜异位症的治疗提供潜在的靶点。现就近年来非编码RNA在子宫内膜异位症中的调控机制及应用的研究进展作一综述。     

非编码RNA在抑郁症中的研究进展

抑郁症是威胁人类健康的全球第二大常见疾病,目前仍缺乏客观的诊断、治疗指标,同时发病机制尚不清晰。非编码RNA包括微小RNA、环状RNA及长链非编码RNA,其异常表达会影响人类多种疾病的进展。近年来,越来越多的证据表明,非编码RNA在抑郁症发展过程中发挥着重要作用,且其功能与机制得到了初步验证,可能成为抑郁症的潜在诊断和治疗靶点。本文归纳总结了上述三种非编码RNA在抑郁症中的表达特征、生物学功能及临床意义。     

微小RNA正调控基因表达的分子机制

microRNAs（miRNAs）是近年来发现的普遍存在于动植物体内的一类非编码RNA,传统观点认为,它们通过其种子序列定位于靶mRNA的3′非编码区,并发挥抑制靶mRNA翻译的作用.最新的研究揭示少数miRNAs也可以活化翻译,且这些现象的发生均与miRNA和翻译调控元件的相互作用有关.这些发现进一步扩展了对微小RNA功能的认识领域.