病原菌非编码sRNA的功能及研究新方法

细菌中的非编码小RNA（small RNA, sRNA）作为一种靶向调控分子在细胞生理代谢过程中具有重要作用。sRNA作用于特定靶标,调控基因的表达。大肠杆菌大约有100种sRNA,其中1/3 sRNA需要伴侣蛋白Hfq的介导。病原细菌中sRNA分子如何调控致病基因的表达,目前研究仍处于初级阶段。本文将从生物膜形成、细菌耐药性以及对宿主的影响等方面,结合新颖的sRNA的研究方法,综述sRNA在调控代谢网络及控制病原菌致病性方面的作用。     

细菌小RNA的研究

小RNA(smallRNA,sRNA)在基因表达调控和生长发育等方面发挥着重要作用。细菌sRNA多通过与靶mRNA配对,转录后水平影响目的mRNA翻译或(和)稳定性,对基因的表达进行调节,以影响细胞的多种生理功能。本文从细菌sRNA与真核生物微RNA(microRNA,miRNA)的比较,sRNA的分类,sRNA分子伴侣Hfq及sRNA鉴别方法等方面综述了sRNA的研究进展,指出目前sRNA研究仍然存在的问题。原核生物中sRNA的大量发现和深入研究,有可能使人们对生物进化和生命的发展过程有更为深入的认识与了解。     

非编码小RNA对细菌毒力及耐药性的调控作用研究进展

近年来的研究发现,细菌非编码小RNA (small non-coding RNA, sRNA)对其不同生理进程起到了重要的调控作用。随着大量sRNA被发现并鉴定,细菌sRNA的功能被逐步阐明,其可在转录后水平广泛调控细菌的生理代谢、毒力及耐药性等。本文综述了sRNA对细菌毒力和耐药性调控作用的研究进展,对揭示细菌转录后水平毒力及耐药性调控机制具有一定意义。     

细菌小RNA的调控及在代谢工程中的应用

细菌代谢工程需要优化基因的表达来平衡代谢物通量分布和减少有毒的中间体积累,从而提高产物生物合成。细菌小RNA(small RNA,sRNAs)与靶标mRNA通过碱基互补配对结合来抑制或激活其靶标基因的表达。sRNA在细菌的生理过程中都起到了至关重要的调控作用,因此被认为是细菌代谢工程中调节靶标基因表达的有力工具。近年来,越来越多的人工合成sRNA在细菌代谢工程中得到应用,分别就细菌sRNA的靶标识别和其对靶标的调控及代谢工程中的应用做了总结概括。     

细菌中非编码小RNA的筛选及鉴定

细菌非编码小RNA(small non-coding RNA,sRNA)是一类长度在50-200个核苷酸,不编码蛋白质的RNA.它们通过碱基配对识别靶标mRNA,在转录后水平调节基因的表达,是细菌代谢、毒力和适应环境压力的重要调节因子.近年来,随着生物信息学和RNA组学技术应用于细菌sRNA的筛选,sRNA已被证实存在于大肠埃希杆菌(Escherichia coli),铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、霍乱弧菌(Vibrio cholerae)等细菌中,是细菌基因调控中新的调节因子.本文对细菌中非编码小RNA的筛选和鉴定技术作一个简要论述.     

细菌非编码小RNA功能及作用机制研究进展

生物体中除了编码蛋白质的mRNA外,还存在多种具有重要调控功能的非编码RNA。细菌中长度50~500 nt的非编码RNA通常定义为sRNA。sRNA在细菌的整个生命活动中发挥着极为广泛的作用,在感受环境压力、基因表达、细胞周期乃至个体发育等过程中均具有重要的调控作用。sRNA的功能学和调控机制的研究已成为当今细菌学研究的热点。本研究就细菌中的sRNA的特征,在细菌中的作用和作用机制进行文献综述。     

细菌非编码小RNA研究进展

细菌非编码小RNA(small non-coding RNA, sRNA)是一类长度在50~500个核苷酸, 不编码蛋白质的RNA。迄今, 在各种细菌中共发现超过150多种sRNA。它们通过碱基配对识别靶标mRNA, 在转录后水平调节基因的表达, 是细菌代谢、毒力和适应环境压力的重要调节因子。细菌sRNA的研究技术主要有基于生物信息学的计算机预测法和基于实验室的检测分析方法。这些方法所得到的sRNA都需要进行实验室确认, 然后再进一步通过各种实验手段研究其功能。     

细菌sRNA ArcZ结构、功能及作用机制研究进展

ArcZ是一种大小为121个核苷酸的细菌非编码反式小RNA分子(small noncoding RNA,sRNA)。通过激活rpoS的表达,ArcZ间接地促进生物被膜基体组成部分菌毛和纤维素的表达;另外,其与ArcA/ArcB双组分系统互相负调控从而影响细菌用氧环境。ArcZ在近几年的研究中已被确定为细菌毒力调节的sRNA,能够对多种毒力决定因子发挥多重调节,包括细菌活力、淀粉酶产出、生物被膜形成及Ⅲ型分泌系统。本研究综述了ArcZ的结构、功能及作用机制方面的研究进展,并对其存在的生理意义进行了探讨。     

细菌RNA稳定性调控相关元件的研究进展

RNA降解体（细菌RNA降解的主要执行者）是一种多亚基的蛋白质复合物,主要由RNA解螺旋酶、聚核苷酸磷酸化酶（polynucleotide phosphorylase,PNPase）、内切核酸酶（ribonuclease E,RNase E）以及糖酵解途径中的烯醇化酶、磷酸果糖激酶等组成,参与核糖体RNA（ribosome RNA,rRNA）的加工以及信使RNA（messenger RNA,mRNA）的降解。此外,RNA分子伴侣Hfq和调控小RNA（small RNA,sRNA）在RNA稳定性调控中也发挥着重要作用。综述了细菌RNA稳定性调控相关功能元件,特别是降解体蛋白及RNA分子伴侣Hfq的最新进展,以期为研究细菌RNA稳定性及其参与的代谢调控提供理论参考。     

细菌中的小RNA

小RNA（sRNA）或非编码RNA（ncRNA）在原核生物和真核生物中广泛分布。迄今,在各种细菌中共发现超过150种sRNA,在大肠杆菌中发现了约80种sRNA。sRNA通过与靶mRNA配对而发生作用,导致mRNA翻译和稳定性的变化;sRNA的功能涉及从结构调节到催化作用,影响生物体内各种各样的加工过程,一个单独的sRNA就能调控大量的基因并对细胞生理产生深远影响。目前,对sRNA的研究主要采用生物信息学预测结合分子生物学实验的方法。     

细菌RNA结合蛋白Hfq的DNA压缩和复制作用研究进展

RNA结合蛋白(RNA-Binding Protein)Hfq是一种重要的细菌转录后调节因子,之前对Hfq的研究大多集中在该蛋白对小分子非编码RNA (Small Non-Coding RNA,sRNA)和mRNA的作用上。Hfq最典型的功能是促进sRNA与其靶标mRNA碱基配对,在转录后介导对RNA的稳定性和翻译的调控。此外,Hfq也能与多种蛋白质直接或间接相互作用。然而,近年来的研究表明,除了RNA和蛋白质,Hfq还可以与DNA相互作用,在DNA压缩(DNA Compaction)和DNA复制(DNA Replication)等多种DNA代谢过程中发挥直接或间接的调控作用。额外的靶标和功能的鉴定将进一步夯实Hfq作为细菌中多种代谢途径核心调控因子的重要地位,也表明该蛋白的功能并不局限于其在RNA和蛋白质代谢中的作用。本文总结了Hfq在DNA代谢调控中的近几年最新研究进展,并展望了其前景。     

细菌小RNA识别研究方法进展

细菌小RNA(sRNA)是一类长度在50～500 nt的调控RNA,主要通过与靶标mRNA以不完全配对方式结合来发挥调控作用,sRNA参与细菌基因的转录、翻译、mRNA稳定、成熟和加工等多个过程,因此,sRNA的发现及功能注释对了解细菌的致病机制至关重要。该文将对研究sRNA的各种计算机和实验方法进行综述,阐述各种方法的优缺点,并讨论今后的发展方向。     

细菌非编码小RNA的筛选及鉴定方法

细菌非编码小RNA（smallnon．codingRNAs,sRNAs）是一类长度为50～500nt、不编码蛋白质的功能RNA,在应对胁迫、毒力产生和新陈代谢等生命过程中起重要的调控作用。其主要通过碱基配对与靶mRNA发生作用,导致mRNA翻译和稳定性改变,从而在转录后水平调节基因的表达,最终影响细菌各种生命活动。近年来,利用生物信息学和分子生物学技术,已在细菌中筛选并鉴定得到了几百个sRNA。该文对细菌sRNA的筛选和鉴定方法作一简要综述。     

基于转录终点序列特征预测大肠杆菌sRNA

细菌sRNA是一类长度在40～500nt的调控RNA,在细菌与环境相互作用中发挥重要功能,因此,细菌sRNA识别研究具有重要意义。然而,与蛋白编码基因具有易于识别的特征不同,目前细菌sRNA识别仍是一件比较困难的事。此方法介绍了一个基于已知细菌sRNA转录终点的碱基频率矩阵来识别sRNA的预测策略,并在大肠杆菌K-12 MG1655中进行了sRNA的预测。结果表明,该模型在独立测试集中具有较高的特异性和阳性检出率,因此,这一方法将为实验发现细菌sRNA提供较好的生物信息学支持。     

细菌中糖转运相关sRNA 的生理调控功能

当细菌面对较高浓度的葡萄糖时,随着葡萄糖摄入,常会导致菌体内部葡糖-6-磷酸的大量累积。在磷酸糖浓度达到一定阈值时,就会形成一种毒性胁迫从而抑制菌体的代谢与生长。许多细菌则会通过一种小RNA SgrS (sugar transport-related sRNA)的转录后调控作用,来解除这种糖胁迫抑制作用。SgrS在分子伴侣Hfq的协助下,与相应靶mRNA通过碱基互补配对方式结合,对ptsG mRNA和manXYZ mRNA进行负调控以减少糖类摄入,并对yigL mRNA进行正调控以增大糖类排出,从而提高细胞对糖胁迫的耐受性。与一般sRNA不同,SgrS作为一种双功能sRNA,除具有转录后调控功能外,还能够翻译出蛋白质SgrT。SgrS广泛存在于肠杆菌中,但不同菌属中SgrS的差异极大。本文主要对SgrS在细菌中的功能、分布及其差异进行综述。     

sRNA调控细菌耐药相关基因表达研究进展

近年来随着抗菌药物的广泛应用,造成各种耐药菌、多重耐药菌甚至是超级细菌的出现,对抗菌治疗产生严重的威胁。sRNA是一类新发现的基因表达调控因子,通过与靶mRNA或靶蛋白配对,从而调控细胞的生理功能以应对各种环境变化。研究表明,sRNA能够在细菌耐药过程中(如阻碍抗生素进入细胞、将药物外排出菌胞)发挥重要的调控作用。就sRNA参与调控细菌耐药机制相关基因的表达研究展开系统综述,从而为阐明耐药机制及发现新的药物靶点提供有益参考。     

原核生物中小RNA的功能及研究进展

在原核生物基因组中,除了tRNA、rRNA和mRNA这3种我们很熟悉的RNA以外,目前已经知道还含有许多编码非常规调控的RNA。这些RNA的长度为50～400核苷酸,通常由原核生物的基因间区编码,但并不翻译成蛋白质,因此被称为非编码小RNA（sRNA）,简称小RNA或非编码RNA。近年来,随着生物信息学和分子生物学技术的不断发展,在原核生物体内陆续发现了上百种sRNA分子,这些sRNA分子具有多样的生物学功能,作为一类新发现的基因表达调控子已经引起了高度的重视。     

小RNA对胞内菌生长、毒力及铁水平的调节作用

细菌小RNA(small RNA,sRNA)是一类长度为50~500个碱基,具有调控转录、翻译和mRNA稳定性的非编码调节性RNA。随着越来越多的sRNA被鉴定,部分细菌的sRNA功能已逐步阐明,主要参与调控细菌的基因表达、增殖、毒力及对环境的应激反应等生物学过程。本文就胞内菌(如沙门菌、李斯特菌、嗜肺军团菌等)sRNA对其自身在宿主细胞内的生长、毒力和铁水平的调控作用进行综述。     

萱草microRNAs生物信息学及与冷冻相关microRNAs的分析

microRNA是一类长度为16-29nt的非蛋白质编码的内源小分子RNA（sRNA）,在植物生长发育以及逆境胁迫响应等过程中发挥着重要作用。本文利用基于HiSeq原理的sRNA深度测序技术,结合生物信息学方法对萱草根系中已知miRNA的类型、丰度以及部分与冷冻胁迫相关的已知miRNA的功能进行了分析。结果表明,在10℃常温和2-5℃低温条件下萱草根系中分别有14843184和16072575条序列信息,代表14064385和15309725种sRNA片段,且sRNA均呈现正态分布特征;在非编码RNA中转运RNA（tRNA）、核糖体RNA（rRNA）所占比例较大。低温sRNA组中得到注释的sRNA有67411种,共计799994条sRNAff／段;常温NsRNA组中,得到注释的sRNA有66524种,共计1055466条sRNA片段。冷冻胁迫下,萱草通过提高miR393、miR397、miR396的表达量和降4NmiR319的表达量来增强其抗冻性。本研究为后续揭示萱草低温应答蛋白合成的调控机理,筛选抗冻关键调控基因提供了丰富的数据。