一种新型反义RNA技术:RNA错折叠

反义RNA技术的发现对现代医疗技术的发展有着重要的作用,常规的反义RNA技术是设计出与靶RNA互补的寡核苷酸,通过它与靶RNA结合来干扰转录或翻译过程,使蛋白质不能被表达出来。目前,一项新的技术——寡核苷酸导向的RNA错折叠将反义RNA技术进一步简化,从另一个角度丰富了反义RNA技术。     

RNA结合蛋白研究技术

RNA结合蛋白在细胞中与RNA互作,广泛参与RNA的转录、加工、降解和出核转运等众多过程,从而调控RNA的生物学功能。随着RNA功能研究的逐渐深入,理解RNA与特定RNA结合蛋白的具体作用机制变得尤为重要,由此推动了RNA结合蛋白与RNA互作研究技术的迅猛发展。该文对经典常用的RNA结合蛋白与RNA互作研究技术进行综述,并根据其纯化中心(蛋白质或RNA)将其分成两大类,主要介绍相应的技术原理、应用领域及研究进展,并分析相关技术存在的问题,为RNA相关领域的研究提供参考。     

RNA干扰体内导入技术研究进展

RNA干扰(RNA interference,RNAi)是一种发展迅速并具有广阔应用前景的基因控制技术,它能特异性地沉默内源或外源性靶基因,已成为基因治疗的有效手段。然而,利用RNA干扰技术进行体内基因沉默的主要障碍是如何实现siRNA和miRNA的体内安全高效输送导入。该文结合国内外进展和本课题组在RNA干扰方面的研究成果,对RNA干扰体内导入技术作一综述。     

代谢酶与RNA相互作用的研究进展

细胞代谢重编程对维持细胞稳态、细胞生长与增殖等细胞过程发挥着重要作用,并广泛参与恶性转化等病理过程。随着高通量分子检测技术的发展,人们发现有些代谢酶不仅能通过催化细胞内各种生化反应参与细胞代谢调控,同时还能结合RNA分子。这些代谢酶不具备经典的RNA结合域。已有研究显示它们可能通过一种负反馈机制调控其结合mRNA的运输、稳定性或翻译,从而将基因表达调控与细胞代谢联系起来。除此之外,酶的代谢产物也可能参与RNA与代谢酶相互作用的调控。重点从近年来发现的具备RNA结合能力的代谢酶、代谢酶与RNA的相互作用方式、RNA结合蛋白的鉴定与验证、代谢调控机制以及这些代谢酶与RNA相互作用如何调控复杂的细胞活动和疾病的发生发展过程进行综述。     

RNA药物的发展及其在水产上的应用

基于RNA的RNA干扰和基因组编辑技术被应用于许多领域。由于其作用的特异性,使RNA成为靶点药物的候选分子。基于RNA的疾病治疗药物的研发近年来有了迅速的发展。随着养殖业的发展,病害引起的损失日益严重。运用小分子RNA药物有效保护水产动物抵抗病毒、寄生虫等的危害的研究也取得了一些成果。综述了RNA干扰和CRISPR的作用机制、原理及其在抑制水产动物病毒等方面的最新发展和应用,并结合我们的研究成果进行阐述,同时对目前相关的RNA药物进行总结,旨为今后更好地研究水产动物的RNA药物提供参考。     

蛋白质-RNA相互作用鉴定技术研究进展

RNA结合蛋白(RNA binding protein, RBP)是基因表达调控的关键因子，参与包括蛋白质复合物的协调与稳定、RNA的加工与成熟以及mRNA的转运、稳定、翻译和降解等重要的细胞生物学过程。而RBP和RNA之间的相互作用可以在它们各自的生物学过程中起到重要作用。因此，快速、准确检测RBP-RNA相互作用的技术对研究RBP和RNA的功能至关重要。对近些年发展起来的RNA纯化的染色质分离（chromatin isolation by RNA purification，ChIRP）、RNA靶标的捕获杂交分析（capture hybridization analysis of RNA targets，CHART）、三分子荧光互补技术（trimolecular fluorescence complementation，TriFC）、RNA免疫共沉淀(RNA immunoprecipitation, RIP)、紫外交联免疫沉淀(UV-crosslinking and immunoprecipitation，CLIP)、RNA Pull-down和RNA电泳迁移分析等主要RBP-RNA相互作用鉴定技术的基本原理和优缺点以及应用进行了综述，旨在为新型技术的发现提供新的思路。     

RNA序列分析新方法

自从Maxam,Gilbert和Sanger分别建立了化学法及“加”、“减”法等DNA序列分析技术之后,使核酸结构与功能方面的研究取得了重大的进展,同时,也推动了RNA序列分析新技术的发展。开始,是结合凝胶电泳技术,利用一系列碱基专一性核糖核酸酶分别部分降解RNA,而建立了所谓酶法直读技术。后来,又创造了RNA的化学修饰以及化学修饰与酶相结合的直读技术。这些新技术的发展,使人们得以     

RNA结合蛋白与RNA互作鉴定技术

RNA结合蛋白（RNA binding proteins,RBPs）通过与RNA相互作用,广泛参与到RNA的剪切、转运、编辑、胞内定位及翻译调控等过程中。RNA领域尤其是非编码RNA（non-coding RNA,ncRNA）研究的快速发展,催生了多种RBPs RNAs相互作用鉴定技术。这些技术反之又推动了 RNA领域的研究进程。本文对紫外交联免疫沉淀（ultraviolet crosslinking and immunoprecipitation,CLIP）,CLIP cDNA文库高通量测序 (high-throughput sequencing of CLIP cDNA library,HITS-CLIP),光活化核苷增强的CLIP(photoactivatable-ribonucleoside-enhanced crosslinking and immunoprecipitation,PAR-CLIP),单核苷酸分离CLIP (individual nucleotide resolution CLIP,iCLIP),TRIBE (targets of RNA-binding protein identified by editing),RNA 标记,相互作用组捕获(interactome capture,IC) 和SerIC (serial RNA interactome capture)等RBPs-RNAs相互作用鉴定技术的基本原理和优缺点以及应用进行综述。     

基于RNAi技术的转基因植物研究进展

RNA干扰（RNA interference,RNAi）是指由双链RNA（double-stranded RNA,dsRNA）诱发同源mRNA高效特异性降解的现象,在真核生物中普遍存在且进化保守。RNAi技术作为21世纪初的重大科学成就,目前被广泛应用于疾病防治、基因功能研究、植物改良育种等领域。RNAi技术常与转基因技术结合用于植物改良育种,通过不同的载体设计或作用途径来研发满足生产需要的农业生物技术产品。为了明确现阶段基于RNAi技术的转基因植物育种技术进展,综述了RNAi现象的发现和作用机制、转基因载体设计、小RNA（small RNA,sRNA）的递送方式等方面的研究进展,并阐述了基于RNAi技术的转基因植物的研究实例和商业化情况,以期为相关研究提供参考,从而发挥RNAi技术的最大应用价值,使之服务于新时代的农业发展。     

竞争性内源RNA的研究进展及研究策略

竞争性内源RNA(competing endogenous RNA,ce RNA)通过结合同一种mi RNA参与其靶基因的表达调控。研究发现,假基因转录物、长链非编码RNA(long non-coding RNA,lnc RNA)、编码蛋白质的m RNA、环形RNA(circular RNA,circ RNA)等都可以作为ce RNA参与基因表达的调控,并与肿瘤的发生发展有着重要的联系。本文在近年来ce RNA研究进展的基础上,从ce RNA研究的常用技术、研究策略、生物信息学分析、ce RNA表达一致性等方面进行综述,开展ce RNA研究需要采取的研究策略。     

RNA病毒表达调控研究中的RNA结构分析技术

RNA病毒的多个生命过程如基因组复制、蛋白翻译等均需要特定RNA元件的调控,RNA结构是其发挥调控作用的分子基础,研究这些RNA元件结构及其在调控过程中的动态变化,将有助于深度解析相应过程的调控机制。RNA结构分析技术可以解析RNA元件的结构(二级结构和三级结构)。目前,RNA结构体分析技术主要有以下几种:Rnase酶法、In-line probing技术、SHAPE技术(Selective 2’-hydroxyl acylation analyzed by primer extension)、核磁共振技术、RNA结晶以及体内分析技术。本文将对RNA结构分析技术的发展历程、具体技术原理和操作细节、未来发展进行叙述,为相关科研工作提供技术参考。     

RNA结合蛋白与RNA相互作用鉴定技术

RNA结合蛋白(RNA binding proteins,RBPs)通过与RNA相互作用,广泛参与到RNA的剪切、转运、编辑、胞内定位及翻译调控等过程中。RNA领域尤其是非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)研究的快速发展,催生了多种RBPs-RNAs相互作用鉴定技术。这些技术反之又推动了RNA领域的研究进程。本文对紫外交联免疫沉淀(ultraviolet crosslinking and immunoprecipitation,CLIP),CLIP cDNA文库高通量测序(high-throughput sequencing of CLIP cDNA library,HITS-CLIP),光活化核苷增强的CLIP(photoactivatable-ribonucleoside-enhanced crosslinking and immunoprecipitation,PAR-CLIP),单核苷酸分离CLIP(individual nucleotide resolution CLIP,i CLIP),TRIBE(targets of RNA-binding protein identified by editing),RNA标记,相互作用组捕获(interactome capture,IC)和Ser IC(serial RNA interactome capture)等RBPs-RNAs相互作用鉴定技术的基本原理和优缺点以及应用进行综述。     

走向国际科技前沿的中国RNA研究

自核酸发现以来已有150年的历史,这段历史可以划分为4个阶段.本文分别概括每个阶段的重要科学发现,同时结合我国在各个阶段取得的成绩,总结和回顾了我国RNA研究的发展历程.中国RNA研究经历了一个快速发展的过程,从早期的跟随,逐步积累到创新引领,终于走上国际科技前沿.当今中国RNA研究主要在计算RNA组学、RNA生物学与医学以及RNA技术及基因资源方面纵深布局,形成了较为完整的RNA科学研究与创新格局.     

RNA研究的前沿与挑战

核糖核酸(RNA)是生命科学“中心法则”的三大核心分子之一, RNA调控细胞生命活动规律的机制研究已成为生命科学发展最为迅速的前沿领域之一,是未来生物技术革命的重要驱动力。加强RNA领域原创理论、原创技术和转化应用的突破,促进学科交叉,符合当前生物医学与农业科学发展的需求,也是实现高水平科技自立自强、促进经济社会发展和确保国家安全的必要之举。该文基于国家自然科学基金委员会(简称自然科学基金委)第337期双清论坛“RNA研究的前沿与挑战”研讨,结合RNA研究领域的历史、RNA研究在生物技术革命中的重要地位,阐述了RNA研究的科学价值与战略意义、中国RNA研究的主要进展和重要成果,提出了自然科学基金委未来5～10年在该领域亟需解决的关键科学问题与部署的研究方向,并对促进RNA基础研究与应用基础研究的变革性发展提出了政策建议。     

环状RNA在胃癌细胞系中的差异表达

本文旨在探讨环状RNA(circular RNA,circ RNA)在不同分化程度的胃癌细胞MGC-803、SGC-7901、NCI-N87与正常胃上皮细胞GES-1中的表达谱变化。体外培养低分化胃癌细胞MGC-803、中分化胃癌细胞SGC-7901、高分化胃癌细胞NCI-N87和正常胃上皮细胞GES-1,利用高通量circ RNA芯片技术检测三种不同分化程度胃癌细胞和正常胃上皮细胞中差异表达的circ RNA,借助生物信息学软件预测可能与circ RNA相互作用的微小RNA(micro RNA,mi RNA),结合文献检索初步选定可能在胃癌中具有重要意义的circ RNA。结果显示,与正常胃上皮细胞相比,在不同分化程度胃癌细胞中均表达上调的circ RNA有79条,均表达下调的有229条。生物信息学分析和文献检索结果显示,hsa_circ_0001897与胃癌分期、转移相关,与其结合的mi R-150-5p与多种消化道肿瘤密切相关,如结肠癌、肝癌、胆管癌;与hsa_circ_0008106、hsa_circ_0060456存在结合位点的mi R-16-5p已被证实参与胃癌的发生和发展。上述结果提示,hsa_circ_0001897、hsa_circ_0008106、hsa_circ_0060456可能通过与mi RNA相互作用参与胃癌的发生和发展。     

RNA修饰分布特征概述

RNA修饰研究是表观遗传研究领域的新热点之一,近年来多种RNA修饰陆续被研究者发现,如6-甲基腺嘌呤(m~6A)、5-甲基胞嘧啶(m~5C)、假尿嘧啶(ψ)等,通过高通量测序结合生物信息学分析揭示了这些RNA修饰的分布特征。不同的RNA修饰在转录本上具有其特异的分布特征,并与所发挥的RNA加工和代谢功能密切相关。随着RNA修饰检测和测序技术的发展以及单细胞、单碱基分辨率等新兴技术的兴起,RNA修饰的分布特征及规律将会得到更精确、更深入的解析。该文主要介绍目前研究比较深入的几种RNA修饰在转录本上的分布特征,并对目前该方向面临的主要机遇与挑战进行讨论。     

活细胞RNA动态成像技术进展

RNA是生命“中心法则”的主要成员,广泛参与细胞内各种生命活动. RNA在活细胞内的区室定位和动态过程与RNA功能息息相关.因此,需要开发活细胞内RNA成像技术,追踪RNA时空动态过程,原位阐明RNA活性和功能,进一步解析RNA相关生命过程和疾病的关系.本文系统阐述两大活细胞RNA成像体系:(i)RNA发夹:荧光蛋白体系;(ii)荧光响应RNA适配体:小分子探针体系.并介绍其他可用于动态示踪RNA的技术,概述不同技术在追踪活细胞RNA方面的特点和问题,讨论RNA动态成像技术未来的发展方向.     

紫外交联合并串联亲和纯化高效鉴定蛋白复合物组分的RNA结合活性

RNA结合蛋白在RNA的生成与代谢中发挥着重要作用.我们在近年报道的PAR-CLIP(photoactivatableribonucleoside-enhanced crosslinking and immunoprecipitation)技术的基础上建立了一套快速、有效鉴定RNA结合蛋白的实验方法:以串联亲和纯化替代一步免疫沉淀获得高纯度蛋白-RNA复合物;将Sypro Ruby蛋白染色与RNA放射自显影相结合判断复合物中哪种或哪些组分为RNA结合蛋白,该方法命名为紫外交联合并的串联亲和纯化(cross-linkingand tandem affinity purification,CLiTAP).运用该方法对布氏锥虫的三种锌指蛋白ZC3H7、ZC3H34和ZC3H5进行分析,发现ZC3H7作为帽结合蛋白复合物的核心组分具有很强的RNA结合能力;ZC3H34结合RNA能力较弱,但其互作蛋白具有强的RNA结合活性;相比之下,ZC3H5及其复合物组分皆无RNA结合活性.这些结果表明,CLiTAP与蛋白质鉴定方法相结合,能够有效鉴定靶蛋白复合物中的RNA结合蛋白种类,也为进一步定位RNA结合位点、研究RNA结合蛋白的结构及作用机制奠定了基础.     

重组RNA技术的诞生

重组RNA技术,是美国哥伦比亚大学癌症研究所Kramer、Mills和Mide三人合作发明的。1984年初,哥伦比亚大学科技发展办公室已为该项技术申请专利。重组RNA技术的诞生意味着分子生物学在继重组DNA技术之后,又进入一个新的发展阶段。过去,人们只能在试管中利用DNA模板,RNA多聚酶及其辅因子很困难地转录出少量RNA,应用重组RNA技术,用100毫微克的RNA模板在一小时内就能复制出一毫克的RNA。重组RNA技术的关键所在是Qβ复制酶,它是1965年从被Qβ细菌病毒感染的寄主细胞中发现的一种RNA复制酶。当QβRNA侵入寄主细胞,能编码三种蛋白质:外壳蛋白、     

环状RNA的产生、研究方法及功能

随着高通量测序技术的发展,环状RNA(circular RNAs,circRNAs)逐渐成为非编码RNA研究领域的热点。本文系统综述了环状RNA侧翼内含子自身互补配对驱动、RNA结合蛋白驱动以及套索驱动这3种环状RNA形成模型,并从高通量文库构建、生物信息学鉴别和常用的实验验证等3个方面对环状RNA的研究方法进行了介绍。同时,本文详细归纳了环状RNA作为microRNA(miRNA)或蛋白的海绵体、调控宿主基因的选择性剪接和表达、翻译成多肽等多种功能。最后通过系统综述植物环状RNA的特征及最新研究进展,为环状RNA在植物学中的进一步研究提供了新的视野。